Qua buổi Workshop 11/2018 vừa rồi do TAPIT tổ chức, mình có chia sẻ về chủ đề “Power Line Communication in IoT-systems” cùng với có demo cho các bạn trong buổi Workshop xem về truyền nhận internet qua đường dây điện 220VAC bằng module PLC(PowerLine Communication) tốc độ cao. Hôm nay, mình xin chia sẻ lại 1 số kiến thức về PLC như vừa rồi chia sẻ.
1. PLC là gì?
- PLC(Powerline Communication) là công nghệ chồng lấn tín hiệu truyền thông cao tần lên đường dây điện có tần số thấp. Bên cạnh có 1 số loại PLC truyền thông tốc độ thấp cở hàng kps thì hiện nay có 1 số loại PLC có thể truyền thông lên đến hàng trăm Mbps.
- Nguyên lý: PLC sử dụng chung đường dây điện để truyền tải điện năng và truyền thông. Điện năng xoay chiều là các sóng sin tuần hoàn có tần số 50/60Hz, trên các sóng này chúng ta sẽ tiến hành chồng lấn lên những sóng mang tín hiệu dữ liệu ở tần số cao từ 2-30MHz, thực thi việc truyền nhận những tín hiệu dữ liệu ở tốc độ cao. Bên nhận thông qua các bộ lọc và xử lý để tác và thu lại tín hiệu ban đầu từ bên phát.
2. Lịch sử của PLC
- 1950: Ứng dụng đầu tiên, tần số 10Hz, 1 chiều.
- 1980: Cải thiện vấn đề truyền dữ liệu, băng tần 5-500khz, vẫn 1 chiều.
- 1997: Truyền được 2 chiều.
- 2000: Thử nghiệm đầu tiên ở Pháp bởi EDF R&D và Ascom.
- 2007: Thành lập hiệp hội HD-PLC bởi Panasonic.
3. Lợi ích của giải pháp PLC
- Không cần thiết phải thiết kế lại đường dây truyền mới.
- Khắc phục được các hạn chế về cơ sở hạ tầng.
- Đỡ tốn kém, tiết kiệm hơn.
- Tốc độ truyền data cao, hàng trăm Mbps.
- Khoảng cách xa, vài trăm mét.
- Hiệu quả hơn wireless trong các môi trường mà wirelesss yếu thế.
- Dễ dàng cài đặt, triển khai mạng.
4. Giới thiệu 1 số hãng chip cung cấp PLC
- Texas Instruments: AFE030, AFE031, AFE032…
- STMicroelectronics: ST7538, ST7540, ST7580, ST8500…
- NXP: TDA5051…
- Renesas: PD809508 , R9A06G037…
- Atmel: ATPL210, ATPL230…
5. Các kỹ thuật điều chế chính trong PLC
- FSK (Frequency Shift Keying) – Điều chế theo tần số tín hiệu
Với kỹ thuật FSK này sẽ sử dụng 2 sóng mang với 2 tần số khác nhau. Qua bộ điều chế sẽ biểu diễn 2 mức logic 0-1 của tín hiệu digital ứng với sóng có tần số của sóng mang dùng điều chế. Như ảnh trên thì mức logic 1 sẽ là sóng mang 1, mức logic 0 là sóng mang 2. Bên nhận qua bộ lọc tần số sẽ lấy được tín hiệu digital ban đầu.
- OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) – Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao
Với kỹ thuật OFDM sẽ xử lý tách tín hiệu dữ liệu vào nối tiếp thành song song, ở mỗi tín hiệu song song sẽ được điều chế ở mỗi tần số khác nhau để đưa truyền lên đường điện. Bên nhận sẽ lọc và xử lý tín hiệu trên đường dây điện, sẽ tách ra được tín hiệu theo dạng song song rồi ghép thành dữ liệu nối tiếp như ban đầu. Bởi việc xử lý dạng song song như thế này nên tốc độ của điều chế OFDM lúc nào cũng nhanh hơn nhiều so với điều chế FSK (điều chế theo dạng nối tiếp).
6. Một số ứng dụng
- Điều khiển thiết bị, truy cập internet. Vd: smarthome, máy tính sử dụng internet…
- Hiển thị. Vd: màn hình hiển thị ở các siêu thị, nhà ga, sân bay…
- Hệ thống an ninh. Vd: camera IP,…
7. Giới thiệu module PLC LX200V30
- Đây là sản phẩm của hãng RAK.
8. Demo
Mô hình demo:
Link Youtube:
9. Kết luận
Trên đây là bài chia sẻ của mình về công nghệ PLC (Powerline Communication – Truyền thông đường dây điện). Theo nhận xét của mình về PLC thì: PLC đối với Việt Nam thì khá là mới mẻ, ứng dụng khá hiếm, mặc dù PLC ra đời từ rất lâu rồi, ở nước ngoài ứng dụng khá nhiều so với Việt Nam. Một phần cũng bởi Việt Nam chúng ta công nghệ cũng mới phát triển mạnh gần đây, từ khi khái niệm IoT, công nghiệp 4.0, công nghệ số…dần dần lấn dần vào cuộc sống, xã hội, con người. Hy vọng với bài chia sẻ này sẽ giúp bạn có cái nhìn tốt hơn về PLC, hiểu hơn về nó, cũng như nếu bạn có thể áp dụng nó vào thực tế thì càng tốt hơn nữa.
Chúc bạn thành công!
Tác giả bài viết: Tấn Lĩnh – Wiki