利用电力载波通讯实现物联网的信息传输的方法

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　　【摘  要】物联网已经是人们日常生活不可或缺的一部分，物联网是由互联网不断的发展和演变而来。所以与互联网相比，物联网更具创新性，这主要因为物联网的核心是用户而不是设备，所以物联网比互联网的市场需求量大。电力载波通讯是一种利用现有的电力线将模拟型号通过载波的方式进行高速传输的技术。如果在物联网中引入电力载波通讯技术，就会大幅度的提高信息的传输速度。本文主要对基于电力载波通讯在物联网的信息传输方法进行简单的阐述。
　　【关键词】物联网信息传输;电力载波通讯;传输方法
　　目前电力网是所有网络资源中的覆盖面积最大，由于我们日常使用的电力网的终端通常都是以家用电器为主，例如空调、电灯、电视等，如果电力行业利用电力载波通讯技术将电力网的这些终端都纳入到物联网中，就可以有效的实现信息的通讯，最主要的是还可以实现对信息的控制，这是电力网最明显的一个优势。
　　1、电力载波通讯实现物联网传输过程中遇到的问题
　　物联网含义可以分为以下两种：一、虽然物联网与互联之间有着极大的联系，但两者之间也存在一定的差异，因为物联网是由互联网演变而来的一种属于物体间的网络;二、物联网的出现使得任何两物品之间都可以进行信息交换和通讯。目前物联网在人们的日常生活中扮演著越来越重要的角色，尤其是在全球定位系统和红外感应器等传感设备中。科学、合理的运用物联网不仅可以对物品进行智能识别和定位，而且还可以实现对物品的实时监控和管理。电力载波是通过特殊的通讯方式来实现数据的传输，传输数据的时候主要是利用了电力线，电力载波通讯不仅可以满足很多的特殊要求，而且电力载波通讯的覆盖面也是所有网络资源中最大的一个。
　　虽然电力载波通讯具有很多的优点，但是在实际使用的过程还有很多的问题需要解决。电力载波通讯之所以会选择电力线主要是为了更好的传输电能，虽然电力线是电力载波通讯传输电能的一种介质，但仅仅只是一个附带，所以目前大部分电系系统基础所具备的数据传输服务的功能都还不能满足实际的要求，而且信息通讯还会由于用电设备自身所产生的电磁波而受到一定的影响，此外，电力线在传输电能的过程中不仅会发出很大的声响，而且传输的安全性能也比较低。
　　2、设计研究电力载波通讯实现物联网的信息传输
　　2.1、设计原理
　　由于电力载波通讯中的电力线在传输电能的过程中会发出很大的噪音且传输的电能也不稳定，所以通常都会采用正交频分复用技术来解决电力线在传输过程中遇到这些问题。正交频分复用技术通过分解通信信道不仅可以保证信息的平稳性、。，而且还可以保证信息差U念书的高效性。正交频分复用技术在电力线运输电能的时候会先将通信信道分解为许多个带宽很小的子信道，然后这些电能。而且这些信号通过这些子信道传输的时候会以平坦性衰落的方式以抵消符号之间产生的干扰。
　　在电力载波通讯系统中可以选择CSMA/CA协议，这样可以保证多个设备同时接入电力载波通讯系统的时候能够尽可能的减少碰撞。为了提高网络的安全，应该做好系统的保密工作以使系统更加可靠。
　　2.2、硬件构架
　　电力载波通讯所使用的电力线调制调解器硬件结构主要是由INT5500、INT1200和接收滤波器等组成。INT5500是属于一种高速电力线IC。INT5500遵循的标准是HomePlug1.0，虽然它可以为用户端提供85Mbps的数据宽带，但是启动INT5500的时候必须要借助FLASH软件才能完成读取。
　　通常硬件结构INT5500的接口设置两种;MAC模式和PHY模式。INT1200电力载波通讯中电力线的模拟前端，在 INT1200的内部有一个频率为50 MSPS的10 bit的模拟数字转换器和一个频率为100 MSPS的8 bit的数字模拟转换器。
　　硬件结构 INT1200内部的传输部位有一个 TX输入端口，而在接收端就有一个可编制的增益控制器，其中接收端的增益控制器的范围为-6到30分贝之间，增益控制器的间隔为2分贝。
　　硬件结构接收滤波器的频率通常是在4到22 MHz内，接收滤波器有一部分是由 LC电路组成，LC电路主要包括了低通滤波器和至轨的线驱动放大器两个部分。硬件结构INT500的PLI中的倍频电路内部必须要符合设计的要求。在调试电路的时候为了提高电路的工作效率，则应该将基本电路和滤波电路两者分开，最后在进行电路调试的时候还需要配置适量的、小型的散热器，因为设备的功率通常都比较大。
　　2.3、利用电力载波通讯实现物联网信息传输的方法
　　基于电力载波通讯实现的物联网信息传输的设计构架可以大致分为三层：网络层、感知层、和应用层。其中网络层由接入网和核心网两部分组成，其主要作用是用于传递和控制信息等，选择电力通信网作为传输信息的载体，不仅可以确保数据的安全性和传输的可靠性，而且有效的提高信息传输的速度;感知层又由通信延伸子层和干事控制子层两部分组成，在设计电力载波通讯的物联网信息传输构架的时候需要借助于新型的 MENS传感器和智能采集设备等，感知层不仅可以采集智能电网中相关电量信息，而且还可以收集到环境状态和机械设备工作状态的相关信息;应用层主要是针对基础设施和中间件等设备，应用层中的基础设施既能为物联网提供信息，也可以适当的提供一些资源。
　　通常基于电力载波通讯实现物联网的信息传输设计系统是一种比较开放式的网络，所以在设计的时候必须十分重视其安全性。如果基于电力载波通讯实现物联网的信息传输设计系统采用的是逻辑网络，为了确保设计的安全性就需要采用至少两个设备以对网络进行加密，这样才能保证信息在传输过程中的安全，无论是网络密码还是网络加密值都应该由用户自己设置。为了保证逻辑网络的多样性，那么网络加密值就应该采用MD5算法进行设置。如果基于电力载波通讯实现物联网的信息传输设计系统采用的是缺省加密值，就会通过利用随机函数生成16个字符，这样就可以得到一个NEK。虽然用户不能对NEK值进行修改，但是他们可以通过发送MAC管理信息去更改NEK码，更改NEK码的方法可以设定为本地修改和远端NEK码加密两种。如果是采用本地修改的方式更改 NEK码，那么用户可以直接在计算机借助 DM客户软件改更改 NEK码，但是本地修改具有一定的局限性，改方法只能用于本地计算机和店里线调制解调器之间的信息传输，当用户端通过软件工具连续发送两条 MDE信息之后就可以成功更改 NEK码。如果是采用远端NEK码加密的方式对NEK码进行加密，用户直接连接计算机和设备就可以成功对NEK码进行加密。
　　结束语
　　当今社会人们对科学技术的关注度愈来愈高，所以科学技术正在茁壮成长，电力载波通讯对物联网的影响越来越明显，尤其是在物联网的信息传输中，但是目前我们所使用的电力载波通讯技术还有很多地方都不够成熟、完善，所以在实际应用的时候肯定还会遇到各种各样的问题，因此国家必须要加大对电力载波通讯技术的研究力度，致力于不断的该项技术完善。
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