摘要：电力线载波通讯是一种低价方便、并可免除装设专用通讯线路的通信技术，文中介绍了利用Chirps扫描频率进行载波的扩频通讯技术和CEBUS总线的有关协议，给出了由SSC P300芯片构成的电力线载波通讯电路在电表自动抄表系统中的应用设计实例。

    关键词：电力线 载波 扩频通讯 CEBUS SSC P300

利用电力线（PL）进行载波通讯可以实现电表、水表、煤气表读数的远程抄收，也可以用于电力负载管理和盗警、火警的监测。而用交流供电线作为通讯载体的主要困难是交流噪声对数据的影响以及信号的衰减。扩频通讯方式因其扩频载波信号的带宽通常较大（几十至几百kHz），且受干扰的频率范围所占比例相对减小，因此可较好地排除电力线上的随机干扰。美国Intellon公司的SSC P300芯片由于在物理层中采用了独特的快速同步扩频技术，从而可使电力线通信以打包的形式调制于具有加速度的连续可变的载波之中，因此具有技术上的先进性。SSC P300芯片按照标准的CEBUS总线协议进行设计，具有标准的数据链路层和应用层设计，可以用10kbps的速率进行信号传输。

1 扩频载波通讯技术和CEBUS总线

1.1 基于Chirps扫描频率的载波技术

该技术利用一组扫描频率作为载体，如图1所示。该扫描频率是一系列短促的、可自同步的连续脉冲，又称作“chirps”，每个chirps一般持续100μs，它代表了最基本的单位通信符号时间（UST）。它可通过不同的UST组合来实现数据传输，其最大速率为10kbps。按照CEBUS标准，这些信号频率覆盖了100～400kHz的带宽。在Intellon公司的SSC P300芯片中，扫描总是以200kHz的频率开始和结束，也就是说：400kHz和100kHz的频率总是在每一个chirps的中间，这样做的优点是便于进行扫描信号的谐波抑制，并使数据传输中位与位之间的过渡变得比较平滑。

从图1可以看出，chirps信号的线性扫描带宽比信号带宽要大得多，其线性加速度较高并有明显的极性变化，而电力线上干扰的频率加速度一般是不稳定的，所以只要将接收电路的滤波器设计成只能通过特定加速信号的滤波电路，就可以有效地抑制干扰。同时，该芯片利用振幅移位键控（ASK）和反相链控（PRK）两种波形调制方法对信号进行处理。因此，其扩频系统具有良好的抗电力线噪声和抗频率衰减性能。

    另外，此种chirps波形具有很强的独立性，所有连续在网络上的设备可以同时识别从网上任意设备发出的这种独特波形，而不需要在发送和接收设备间进行同步。设备的应答是靠设备址来区分的。由于采用了独特的扩频技术并提供了快速同步，因而可利用电力线高速、可靠、实用地将数据以连续序列的比特传输于短帧之中。

1.2 CEBUS总线简介

CEBUS总线是专门为家用消费类电子产品通讯而制定的协议标准，又称作EIA-600协议。SSC P300芯片是该协议兼容的产品，它可以按照开放系统互连参考模型提供链路功能和物理层的协议服务。其中数据链路层服务包含对通讯分组的发送与接收。对于发送的分组，可由字节向符号转化，而对于接收到的分组，则可由符号向字节转化。在CEBUS总线中，数据是以包的形式进行传递的，也就是将用户的较长数据分成一个个较小的数据包，这样就便于将发送失败的数据进行重发。另外，该协议提供了可靠的16位CRC校验，因而可进行纠错与检错。系统收到数据包就对其中的数据进行检测，并确定该数据是否有效。