一、PLC 技術(shù)的重要性：讓電線變網(wǎng)線

1、什么是 PLC？

PLC電力載波是一種將電力線作為傳輸介質(zhì)，通過(guò)調(diào)制技術(shù)疊加高頻信號(hào)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)?a href="http://www.asorrir.com/soft/data/43-44/" target="_blank">通信技術(shù)。它無(wú)需額外布線，可直接將電線變?yōu)榫W(wǎng)線，最終實(shí)現(xiàn)電力和通信“一線兩用”。

比如：

應(yīng)用在家庭中，可以通過(guò) PLC 適配器將家中插座變身“網(wǎng)絡(luò)接口”，在 Wi-Fi 信號(hào)弱的房間自動(dòng)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，使全屋智能設(shè)備互聯(lián)更快更順暢；

將 PLC 應(yīng)用在電表上，電力公司就能實(shí)時(shí)收到電表回傳的用電數(shù)據(jù)，直接替代人工抄表；

應(yīng)用在偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)，PLC 電力線可以用更低成本實(shí)現(xiàn)寬帶的廣范圍覆蓋。

1.1 核心原理

調(diào)制與解調(diào)：通過(guò)正交頻分復(fù)用（OFDM）與相移鍵控（PSK）等數(shù)字調(diào)制技術(shù)，PLC 可將原始數(shù)據(jù)信號(hào)編碼為 1-30MHz 的高頻載波，借助信號(hào)耦合裝置將其與電力線 50/60Hz 工頻電流進(jìn)行頻域疊加，最終實(shí)現(xiàn)電力線介質(zhì)內(nèi)的雙頻共傳通信；

耦合與分離：發(fā)送端通過(guò)耦合器將高頻信號(hào)注入電力線，接收端再通過(guò)濾波器分離出其中的高頻信號(hào)并解調(diào)為原始數(shù)據(jù)。

1.2 PLC 優(yōu)點(diǎn)

無(wú)需額外布線：開(kāi)發(fā)者可直接利用現(xiàn)有電力線傳輸數(shù)據(jù)，大大節(jié)省施工成本；

覆蓋范圍廣：電力線天然覆蓋家庭、樓宇、工業(yè)等場(chǎng)景；

穿透性強(qiáng)：信號(hào)可穿越墻壁、樓板，避免無(wú)線信號(hào)因障礙物發(fā)生衰減；

抗干擾能力：通過(guò)頻段劃分和糾錯(cuò)編碼技術(shù)，可抵抗電力線的噪聲干擾。

（PLC 拓?fù)鋱D）

【注】綠色方框代表 PLC 設(shè)備

2、PLC 系統(tǒng)的設(shè)備組成

PLC 系統(tǒng)通常由以下設(shè)備構(gòu)成：

網(wǎng)關(guān)設(shè)備：PLC 網(wǎng)關(guān)是一種基于電力線通信技術(shù)研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，它利用現(xiàn)有的電力線路作為數(shù)據(jù)傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在電力網(wǎng)絡(luò)與其他通信網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)、Wi-Fi、蜂窩網(wǎng)絡(luò)等）之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換和互聯(lián)互通；

終端設(shè)備（如開(kāi)關(guān)、插座）：通過(guò) PLC 模塊接入網(wǎng)關(guān)，繼而訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)具備中繼功能。

二、涂鴉 PLC 技術(shù)特點(diǎn)

1、軟件特性

1.1 PLC 網(wǎng)絡(luò)管理(組網(wǎng))

1.1.1 PLC 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

①拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

涂鴉采用樹(shù)形分層拓?fù)洌瑢蛹?jí)關(guān)系為：GW → CCO → PCO → STA

GW (網(wǎng)關(guān))：網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)，便于電力網(wǎng)絡(luò)與其他通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換、互聯(lián)互通；

CCO (中央?yún)f(xié)調(diào)器)：PLC 網(wǎng)絡(luò)根節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)全網(wǎng)資源調(diào)度和路由管理；

PCO (代理協(xié)調(diào)器)：中間節(jié)點(diǎn)，兼具數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)與子設(shè)備管理能力；

STA (站點(diǎn)設(shè)備)：邊緣終端節(jié)點(diǎn)，無(wú)下級(jí)子設(shè)備。

②角色動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)制

1.1.2 組網(wǎng)實(shí)施

戳視頻，體驗(yàn)涂鴉在 4 分鐘內(nèi)給 200 個(gè)設(shè)備進(jìn)行配網(wǎng)的極限速度，平均每個(gè)設(shè)備配網(wǎng)時(shí)間僅需1.2s：

組網(wǎng)步驟

STEP 1. CCO 初始化

STEP 2. 子設(shè)備入網(wǎng)到 CCO 的 PLC 網(wǎng)絡(luò)

STEP 3. 子設(shè)備向涂鴉云發(fā)送信息，完成激活

此組網(wǎng)方案在實(shí)際場(chǎng)景中已經(jīng)通過(guò)落地驗(yàn)證，最高可支持 200 節(jié)點(diǎn)的大規(guī)模部署，平均單個(gè)節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)時(shí)間 <3 秒，與其他平臺(tái)的同類方案相比競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)更突出。

1.2PLC 本地群組

涂鴉 PLC 技術(shù)在本地化群組管理中同樣表現(xiàn)驚艷，具備低時(shí)延、高一致性和高可靠性，戳視頻，搶先體驗(yàn)：

涂鴉支持用戶在App 端自定義設(shè)備群組，可一鍵觸發(fā)多設(shè)備動(dòng)作同步，擺脫云端依賴，并滿足實(shí)時(shí)管理需求，實(shí)現(xiàn)本地化群組管理能力。PLC 群組核心指標(biāo)優(yōu)勢(shì)如下表所示：

1.3PLC 本地場(chǎng)景

在離線狀態(tài)下，涂鴉依然支持用戶使用 App 和局域網(wǎng)進(jìn)行本地化管理；即使沒(méi)有網(wǎng)關(guān)設(shè)備，場(chǎng)景面板也能順利運(yùn)轉(zhuǎn)。戳視頻，了解演示效果：

涂鴉深度集成 App 與 PLC 場(chǎng)景面板，支持用戶自定義設(shè)備聯(lián)動(dòng)場(chǎng)景，并實(shí)現(xiàn)離線管理與云端狀態(tài)同步的雙模能力。場(chǎng)景配置完成后，用戶可通過(guò)物理按鍵或 App 端一鍵觸發(fā)預(yù)設(shè)動(dòng)作，在無(wú)網(wǎng)絡(luò)依賴的條件下依然能完成設(shè)備管理，同時(shí)保障云端與設(shè)備狀態(tài)的強(qiáng)一致性。

1.3.1 核心功能實(shí)現(xiàn)

①場(chǎng)景配置與管理

物理按鍵綁定：將場(chǎng)景映射至 PLC 場(chǎng)景面板實(shí)體按鈕后，可使用單擊、雙擊、長(zhǎng)按等手勢(shì)操作；

多設(shè)備聯(lián)動(dòng)：通過(guò)涂鴉 App 跨設(shè)備綁定 PLC 設(shè)備功能點(diǎn)，可定義更復(fù)雜的場(chǎng)景邏輯（如開(kāi)啟設(shè)備 A 開(kāi)關(guān)，同步關(guān)閉設(shè)備 B 燈）

②雙模管理機(jī)制

離線管理模式：場(chǎng)景邏輯固化程序是預(yù)先存儲(chǔ)于面板本地芯片的，當(dāng)網(wǎng)關(guān)發(fā)生斷網(wǎng)或斷電時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)通過(guò)電力線直控設(shè)備，指令響應(yīng)延遲 ≤50ms；

在線管理模式：網(wǎng)關(guān)在線時(shí)，管理指令與狀態(tài)信息經(jīng)云端中轉(zhuǎn)后，會(huì)同步更新至 App 界面，確保 App 顯示狀態(tài)與實(shí)際設(shè)備狀態(tài)保持一致。

1.4PLC 實(shí)時(shí)性

通過(guò)物理層高頻調(diào)制、鏈路層確定性調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)層快速自愈等技術(shù)，涂鴉PLC 技術(shù)能夠在復(fù)雜電力線環(huán)境中實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)實(shí)時(shí)管理。

2、硬件特性

2.1 通信距離受哪些因素影響

理論距離：典型通信距離為 200 米（受線路質(zhì)量、噪聲等因素綜合影響）；

實(shí)際限制：電力線阻抗、線路分支、負(fù)載變化會(huì)導(dǎo)致信號(hào)衰減；

噪聲干擾：家電（如電機(jī)、開(kāi)關(guān)電源）產(chǎn)生的高頻噪聲會(huì)降低信噪比；

頻段分配：不同國(guó)家/地區(qū)的電力線通信頻段不同（如中國(guó)為 3-500KHz，歐洲為 3-148.5KHz）。

2.2 與無(wú)線通信的綜合比較

2.2.1 適用場(chǎng)景對(duì)比

①PLC 優(yōu)勢(shì)場(chǎng)景

主要適用于建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜（如多層廠房、別墅）、無(wú)線信號(hào)難以穿透的場(chǎng)景；

在長(zhǎng)距離、需要穩(wěn)定通信的工業(yè)控制場(chǎng)景（如電力巡檢、設(shè)備監(jiān)管）中，PLC 能發(fā)揮更大效用。

②無(wú)線通信優(yōu)勢(shì)場(chǎng)景

移動(dòng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下（如手機(jī)、平板），使用無(wú)線通信布局會(huì)更靈活方便；

適合短距離、高帶寬需求場(chǎng)景（如視頻傳輸）。

2.2.2 PLC 核心價(jià)值

利用電力線實(shí)現(xiàn)“有電即有網(wǎng)”，解決復(fù)雜環(huán)境中的通信覆蓋問(wèn)題；

PLC 技術(shù)可在智能電網(wǎng)、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域發(fā)揮獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為有線與無(wú)線通信的有效補(bǔ)充。

三、涂鴉讓 PLC 設(shè)備開(kāi)發(fā)效率更高

1、使用 SDK 開(kāi)發(fā)更簡(jiǎn)單

通過(guò)涂鴉提供的相關(guān) SDK ，開(kāi)發(fā)者在 PLC 設(shè)備開(kāi)發(fā)中，只需關(guān)注功能點(diǎn)值的改變。根據(jù)功能點(diǎn)的值，即可操作與之相關(guān)的硬件；而數(shù)據(jù)上報(bào)和狀態(tài)同步，則由網(wǎng)關(guān)和子設(shè)備 SDK 自動(dòng)完成，大大提高開(kāi)發(fā)效率。開(kāi)發(fā)者只需將更多精力專注聚焦于自己擅長(zhǎng)的領(lǐng)域，如：繼電器操作和燈光效果等領(lǐng)域。

而網(wǎng)關(guān)端 SDK 開(kāi)發(fā)，僅需調(diào)用兩個(gè)接口（初始化和服務(wù)啟動(dòng)接口），就可以支持 PLC 網(wǎng)關(guān)能力。

2、多網(wǎng)關(guān)共存

每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都有一個(gè)獨(dú)立的 NID（Network ID），而同一網(wǎng)關(guān)下的設(shè)備也有著相同的 NID。通過(guò)為每個(gè)網(wǎng)關(guān)分配獨(dú)立的NID，確保不同網(wǎng)關(guān)下的子設(shè)備通信互不干擾，從而實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)關(guān)共用同一套電力線。

3、群組升級(jí)OTA

通過(guò)結(jié)合電力線通信的廣覆蓋特性與群組協(xié)同管理技術(shù)，涂鴉重新定義了大規(guī)模智能設(shè)備的固件 OTA 管理范式，為基礎(chǔ)設(shè)施的智能化提供核心支撐。當(dāng)前單網(wǎng)關(guān)最多可支持同時(shí)升級(jí) 200 個(gè)子設(shè)備，升級(jí)時(shí)間比單設(shè)備挨個(gè)升級(jí)縮短百倍。

4、安全性更強(qiáng)

在標(biāo)準(zhǔn) PLC 安全基礎(chǔ)上，涂鴉新增了安全策略。通過(guò)一機(jī)一密的方式，保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕行Х乐箶?shù)據(jù)篡改或非法截取。

四、獲取 PLC 開(kāi)發(fā)框架

1、如何下載PLC 子設(shè)備開(kāi)發(fā)框架

開(kāi)發(fā)者通過(guò) Tuya Wind IDE ，可以直接獲取 PLC 硬件開(kāi)發(fā)框架。具體流程如下：

1.1安裝Tuya Wind IDE插件，并了解 TuyaOS 開(kāi)發(fā)流程：https://developer.tuya.com/cn/docs/iot-device-dev/tuyaos-wind-ide?id=Kbfy6kfuuqqu3

注：PLC 子設(shè)備是在 Windows 環(huán)境中進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，開(kāi)發(fā)者只需在 Windows 上安裝 Tuya Wind IDE 。

1.2 啟動(dòng) Tuya Wind IDE，進(jìn)入“資源中心”，按照下圖選擇，申請(qǐng)開(kāi)發(fā)框權(quán)限，填寫(xiě)涂鴉商務(wù)郵箱（商務(wù)郵箱地址：[email protected]），點(diǎn)擊發(fā)起申請(qǐng)。

1.3 審批通過(guò)后，進(jìn)入主頁(yè)，點(diǎn)擊“創(chuàng)建開(kāi)發(fā)框架”。

1.4 一鍵編譯

1.5 在 S130N-ISI 模組上體驗(yàn)PLC demo（模組可以聯(lián)系涂鴉商務(wù)獲取），如需查看 S130N-ISI 模組規(guī)格書(shū)，可下載 PLC 開(kāi)發(fā)框架后詳見(jiàn)其中的開(kāi)發(fā)包。

2、如何下載PLC 網(wǎng)關(guān)開(kāi)發(fā)框架

通過(guò) Tuya Wind IDE 可直接獲取 PLC 網(wǎng)關(guān)開(kāi)發(fā)框架。

2.1 安裝Tuya Wind IDE插件：https://developer.tuya.com/cn/docs/iot-device-dev/tuyaos-wind-ide?id=Kbfy6kfuuqqu3

2.2 啟動(dòng) Tuya Wind IDE，進(jìn)入“資源中心”，按照下圖選擇，申請(qǐng)開(kāi)發(fā)框權(quán)限，填寫(xiě)涂鴉商務(wù)郵箱，發(fā)起申請(qǐng)。

2.3 審批通過(guò)之后，進(jìn)入主頁(yè)，點(diǎn)擊”創(chuàng)建開(kāi)發(fā)框架”，按照下圖選擇，創(chuàng)建開(kāi)發(fā)框架。

2.4 一鍵編譯