技术解读：KNX技术应用新发展
智能电网是一个庞大系统，涉及电力、通信及应用等多个层次，以及局域网(LAN)和广域网(WAN)等不同网络类型。其中，LAN连接家庭或建筑物内不同类型的智能电表到数据集中器(concentrator)。就这一段的网络连接而言，通常它们对通信速率的要求不高，最主要的考虑因素是降低成本。常见的通信方式有无线射频网络、有线电力线载波(PLC)或电力线宽带(BPL)等。具体采用何种通信方式，需要考虑各国电网实际状况等因素，同时，最先试行国家的做法也会提供借鉴意义。
例如，在欧洲能源市场有重要影响力的法国电力(Electricité de France, EDF)，于2009年中启动了当前世界上最大的智能电表项目Linky，计划到2017年在法国部署3500万个智能电表。这个项目为智能电表到数据集中器之间的通信选择了PLC技术，然后再利用通用分组无线业务(GPRS)技术将数据传送到该公司的数据中心。考虑到中国的智能电网仍在试点阶段，法国ERDF的选择对中国具有借鉴意义。
PLC调制技术的选择
虽然PLC技术提供了一种低成本的选择，但电力线的初衷并不是用于通信，故在应用PLC通信时也面临一些挑战。特别是设计人员需要密切注意会出现的信号衰减和噪声问题，反之也要求复杂的收发器技术。
为了抑制由噪声导致的信号衰减，降低误码率，并改善频率效率，有必要利用适合的信号调制技术。实际上，电力机构在部署智能电表抄表系统时，主要有三种调制方式，分别是正交频分复用(OFDM)、相移键控(PSK)和扩频型频移键控(S-FSK)。
OFDM的理论带宽较高，但实际上在低压网络的噪声条件下会损失很大一部分带宽，而且OFDM的应用成本较高，工作时还消耗可观的电能。PSK调制技术的应用成本很低，但不是特别可靠，性能会受到相位噪声影响，而且无法充分覆盖较长距离。相比较而言，虽然S-FSK的数据率比OFDM低，但更胜任智能电表应用。这种调制技术能实现可靠的通信，同时应用成本更低，消耗的电能也更少。因此，就当前的智能电网PLC应用而言，复杂度低、商用潜力更大及有可靠现场应用记录的S-FSK调制技术无疑是更适合的选择。
实际上，法国ERDF的Linky项目规范中，物理层参考规范是IEC61334-5-1/EN50065，其中规定的调制技术就是S-FSK，通信频率为标记频率(mark frequency, Fm) 63.3 kHz和空频(space frequency, Fs) 74 kHz，传输速率2.4 Kbps，并与50 Hz电气网络频率物理同步。
安森美半导体PLC调制解调器的优势
安森美半导体的AMIS-49587是一款高集成度、符合标准的低功率PLC方案，支持PLC现场部署要求的4种不同模式，如NO_CONFIG、MASTER(集中器)、SLAVE(电表)和SPY(给测试人员的原始数据)，适合智能电表以及智能街灯和智能插座等应用。与早前推出的AMIS-30585相比，AMIS-49587支持2.4 kb的更高半双工可调节通信速率，符合诸如ERDF规范这样的市场新要求，目前已经获得法国原始设备制造商(OEM)的先期使用，在中国也已获得数家电表客户的选用。两款器件引脚对引脚兼容。
AMIS-49587符合IEC61334-5-1标准，基于ARM7TDMI处理器内核，同时包含物理接口收发器(PHY)和媒体访问控制器(MAC)层，使其以单芯片方案结合了模拟调制解调器前端和数字后处理功能，而大多数竞争方案需要复杂的嵌入式软件来执行与AMIS-49587相同的功能。设计人员使用AMIS-49587调制解调器，能在不到一个季度的时间内开发出全套互操作PLC方案，还可降低开发及应用成本。基于AMIS-49587的调制解调器方案仅使用2个芯片(另一个为NCS5650 2A PLC线路驱动器)，外加16个电阻、17个电容、2个二极管、1个晶体和1个脉冲变压器，总元件数量为39个。
此外，AMIS-49587采用S-FSK调制技术，结合高分辨率的滤波算法，配以自动可信值/中继器(repeater)功能，提供基于长距离电力线的高可靠性数据通信。通信误差比其它可选及现有方案更低。该器件凭借板载低抖动锁相环(PLL)与交流主电源(mains)信号同步。由于包含16位分辨率的模拟前端，使器件具有极优的噪声免疫性和极高的接收灵敏度。
AMIS-49587的易用性也很突出。由于内嵌协议处理功能，使设计人员无需涉及PHY和MAC协定传输细节问题，节省50%的软件开发耗费。通过串行接口直接连接到用户主微控制器(MCU)。
AMIS-49587同时兼容于单相和多相电表。此外，其能耗也比基于数字信号处理器(DSP)的方案更低，适合智能电表至集中器的PLC通信应用。安森美半导体还提供评估套件AMIS49587EVK，内含2个PLC调制解调器，用于在客户端与服务器端之间配置通信；还包含开源图形用户界面，用于配置端到端通信。
安森美半导体为智能电表应用提供完整方案
除了上述通信应用的PLC调制解调器和线路驱动器方案，安森美半导体还提供电源管理、测量和存储等关键功能的智能电表解决方案。如电源管理模块，NCP1014、NCP1015等AC-DC转换器，LM2596、NCP3063和CS51411等DC-DC转换器，MC78L05、MC7805、CAT6217和CAT6219等低压降(LDO)稳压器，以及NTMFS4823等中压及高压FET。此外，还有EEPROM、SDRM等存储器，以及ESD/TVS、SIM卡接口、逻辑、USB保护、监控、I/O扩展、时钟和温度传感器等。
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