ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
******
BÁO CÁO TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG QUA
ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN LỰC ỨNG DỤNG CHO
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHÀ THÔNG MINH
Học Viên: Ngô Quốc Việt
Lớp: K12 - KTĐT
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử
HDKH: PGS.TS Nguyễn Thanh Hà
THÁI NGUYÊN - 2011
Luận văn được hoàn thành tại
trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên.
Cán bộ HDKH: PGS.TS Nguyễn Thanh Hà
Phản biện 1 : TS. Nguyễn Trung Thành
Phản biện 2 : PGS. TS Nguyễn Hữu Công
Luận văn đã được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn, họp
tại: Phòng cao học số 2, trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái
Nguyên.
Vào 7 giờ 30 phút ngày 22 tháng 12 năm 2011.
Có thể tìm hiển luận văn tại Trung tâm Học liệu tại Đại học
Thái Nguyên và Thư viện trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái
Nguyên.
1. Tính cấp thiết của đề tài
Đề tài nghiên cứu hệ thống truyền thông qua đường dây tải
điện đã và đang được Việt Nam và các nước trên thế giới rất quan
tâm và đầu tư nghiên cứu ứng dụng mạnh mẽ vì nó tận dụng được cơ
sở sẵn có của ngành điện và mang lại những lợi ích to lớn như sau:
Phương pháp truyền thông qua đường dây tải điện sử dụng

góp phần phát triển cơ sở hạ tầng của mạng viễn thông.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ PLC
1.1. Lịch sử phát triển công nghệ PLC
1.1.1. Khái niệm PLC
PLC (Power Line Communication ) là công nghệ sử dụng
mạng lưới đường dây cung cấp điện năng cho mục đích truyền tải
thông tin nhằm tiết kiệm chi phí đầu tư
Hệ thống truyền thông tin trên đường dây điện lực
1.1.2. Một số thành tựu đạt được của PLC
1.1.3. Phân loại công nghệ
1.1.3.1. Phân loại theo mức điện áp
-2-
1.1.3.2. Phân loại theo tốc độ bít
1.1.3.3. Phân loai theo phạm vi
1.1.3.4. Phân loại theo phương thức điều chế
1.2. Nguyên lý cơ bản và sơ đồ khối của HTTT trên đường cáp
điện lực.
1.2.1. Nguyên lý cơ bản của hệ thống
1.2.2. Sơ đồ khối của hệ thống.
1.2.2.1. Khối cách ly (Power Line Isolation)
-3-
1.2.2.2. Khối điều chế tín hiệu (Signal Modulation)
1.2.2.3. Khuếch đại của bộ phát và bộ thu (Signal
Amplification)
1.2.2.4. Khối giải điều chế tín hiệu (Signal Demodulation)
1.3. Một số ứng dụng thực tiễn của PLC
1.3.1. Ứng dụng trong các HT quản lý, giám sát lưới điện và đồng
hồ.
1.3.2. Truyền thông đường dài tốc độ cao

quan điểm truyền dẫn tín hiệu. Lưới điện là một môi trường vô cùng
phức tạp với rất nhiều các loại tín hiệu khác nhau cùng tồn tại như tín
hiệu xoay chiều 220V – 50Hz, các loại nhiễu trên mọi dải tần, các
sóng vô tuyến, các xung điện áp xuất phát từ các thiết bị điện…
Ngoài ra, không thể phản ánh một cách chính xác năng lượng trong
môi trường dây dẫn điện.
Mô hình hệ thống truyền thông tin số trên đường dây điện lực
2.1.1. Sự giới hạn băng thông
2.1.2. Nhiễu trên đường cáp điện
2.1.2.1. Nhiễu tần số 50Hz.
2.1.2.2. Nhiễu xung đột biến.
2.1.2.3. Nhiễu xung tuần hoàn
-5-
2.1.2.4. Nhiễu xung kéo dài
2.1.2.5. Nhiễu chu kỳ không đồng bộ
2.1.2.6. Nhiễu sóng radio
2.1.2.7. Nhiễu nền
2.1.3. Trở kháng đường truyền và sự phối hợp trở kháng
2.1.4. Suy hao trên lưới điện
2.1.5. Hiện tượng sóng dừng
2.1.6. Sự phát xạ sóng điện từ và khả năng gây nhiễu
2.2. Ghép nối với lưới điện – xử lý tín hiệu
2.2.1. Mạch ghép tín hiệu
2.2.1.1. Mạch ghép dung kháng C
2.2.1.2 Mạch ghép kết hợp cảm kháng và dung kháng L-C
2.2.1.3. Mạch phối ghép R-L-C phức tạp
2.2.2. Các bộ lọc tương tự
2.2.2.1. Mạch lọc RC
2.2.2.2. Mạch lọc LC
2.2.2.3 Các mạch lọc bậc cao khác

2.8. Kết luận chương
CHƯƠNG 3
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NHÀ THÔNG MINH
SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ PLC
Trên cơ sở các kiến thức có được từ chương 1 và 2 chương
này ứng dụng vi điều khiển Pic thiết kế minh họa một hệ thống điều
khiển thiết bị trong một Ngôi nhà thông minh thông qua đường dây
điện lực
3.1. Giới thiệu về nhà thông minh
3.1.1. Thế nào là nhà thông minh ?
-7-
3.1.2. Các giải pháp điều khiển nhà thông minh
 Điều khiển bằng công nghệ PLC
 Điều khiển thiết bị bằng điện thoại
 Điều khiển thông qua giao diện phím ấn thông minh :
 Điều khiển thông qua điều khiển từ xa :
 Điều khiển thông qua giao diện màn hình cảm ứng :
 Điều khiển thông qua mạng Internet :
 Điều khiển tự động thông qua cảm biến và các chế độ thời
gian lập trình trước
3.1.3. Các yêu cầu trong thiết kế nhà thông minh
 Tiết kiệm năng lượng
 Cấu trúc mạng thông minh
 Đẳng cấp trong kiến trúc
 Luôn luôn an toàn
3.2. Thiết kế nhà thông minh dựa trên công nghê PLC
3.2.1 Giới thiệu
3.2.2. Các thiết bị sử dụng trong hệ thống
3.2.2.1. Modem truyền thông trên đường dây điện
Sơ đồ khối của TDA5051A

3.2.6.6. Khối cấp nguồn
3.2.6.7. Sơ đồ mạch tổng thể của khối điều khiển
-12-
3.2.6.8. Bảng mạch in (PCB – Printed circuir broad)
Trên cơ sở mạch in đã thiết kế ta có thể ta xây dựng modul
PLC thực ở hình dưới.
-13-
3.2.6.9. Mô hình mạng quản lý thiết bị:
 Mỗi thiết bị trong nhà được gắn một modul PLC – tương
đương một “Station” trong hệ thống.
 Toàn bộ hệ thống được giám sát bởi modul “Controller” có
khả năng kết nối máy tính, di động hay internet.
 Controller giao tiếp với người sử dụng thông qua giao diện
màn hình, bàn phím hay phần mềm điều khiển.
-14-
Quy trình làm việc của Controller:
3.2.7. Các kết quả thu được
3.2.7.1. Giao thức mạng
3.2.7.2. Khuôn dạng khung truyền dẫn
3.2.7.3. Giao diện đồ họa (GUI)
3.2.7.4. Nhận xét
3.3. Kết luận chương
Chương này thiết kế một hệ thống đơn giản điều khiển thiết bị
qua mạng điện hạ thế. Giao thức đặc biệt được thiết kế riêng cho loại
ứng dụng này. Giao thức này sử dụng truyền thông đa nút song công
để tăng tối đa số thiết bị có thể điều khiển được từ một máy tính chủ
-15-
Giao tiếp
người dùng
Kiểm tra

dục.
[7]. Tống Văn On , Hoàng Đức Hải (2001), Họ vi điều khiển 8051,
Nhà xuất bản lao động và xã hội, 2001.
[8] . Dương Minh Trí (1997), Sơ đồ chân linh kiện bán dẫn, NXB
Khoa học kỹ thuật
[9]. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật ( 1993), Tra cứu Transistor
Nhật Bản tập 1,2,3, Tài liệu dịch từ National Semiconductor
Tiếng Anh
[11]. Thomas and Rosa (2001), The Analysis and Design of Linear
Circuits, New York: John Wiley & Sons, Inc., 2001.
[12]. I. H. Cavdar(2009). A solution to remote detection of illegal
electricity usage via power line communications. IEEE 2009
(Available in the database IEEE Xplore)
[13]. Zhe CHEN, Mu WEI (2008), A Voltage Quality Detection
Method, DRPT2008 6-9 April 2008 Nanjing China
[14]. Patrick A., Newbury J., Gargan S (1998), Two-way
communications systems in the electricity supply industry.
IEEE transactions on Power Delivery. Vol. 13, No. 1, January
1998. (Available in the database IEEE Xplore).
[15]. C. A. Duque (M-IEEE), P. G. Barbosa (M-IEEE) and D. P.
Baptista (2005), Data Transmission through Power Lines -
Student Member, IEEE
[16]. Design Notes, “Home Automation Circuits.” (Online article),
Available at:
http://www.designnotes.com/CIRCUITS/FMintercom.htm
[17]. Smith Bellerby Limited(2007), Smart Metering ,The article is
available on.the.website:
-17-
http://www.smithbellerby.co.uk/newsarticle/smart-
metering/769.html)