Xây dựng giao thức truyền nhận đảm bảo dựa trên gói tin phản hồi ứng dụng trong hệ thống bán điện trả trước trong truyền thông trên lưới điện

 CÔNG NGHỆ 
 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ● Số 44.2018 26
KHOA HỌC
XÂY DỰNG GIAO THỨC TRUYỀN NHẬN ĐẢM BẢO DỰA TRÊN 
GÓI TIN PHẢN HỒI ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG BÁN ĐIỆN 
TRẢ TRƯỚC TRONG TRUYỀN THÔNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN 
BUILDING RELIABLE PROTOCAL BASED ON RESPONE PACKET 
IN PREPAID ELECTRICITY SYSTEM USING POWER LINE COMMUNICATION 
Võ Minh Huân1,*, Đặng Đức Lâm2 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Môi trường truyền trên lưới điện (Power Line 
Communication) bị ảnh hưởng rất nhiều của 
nhiễu xung [1-2]. Điều này làm ảnh hưởng lớn 
tới năng suất truyền dẫn. Nhiều loại mã sửa lỗi 
như mã Reed Solomon, Turbo được dùng để sửa 
các lỗi này trong truyền thông tin. Tuy nhiên, 
thách thức của những hệ thống PLC là những 
phương pháp sửa lỗi cũng không đảm bảo được 
một quá trình truyền dữ liệu tin cậy bởi vì những 
mã này không đưa ra được sự bảo vệ dữ liệu qua 
một môi trường nhiễu khá lớn [3]. Để đảm bảo 
việc nhận gói tin trên đường truyền mà những 
ứng dụng đòi hỏi độ tin cậy cao trong quá trình 
truyền. Nhiều bài báo đã đề xuất nhiều giải pháp 
đưa ra nhằm đảm bảo việc truyền nhận thành 
công. Ví dụ như, giải pháp đưa ra bằng cách gửi 
số lượng lớn những gói tin giống nhau [4]. Bởi 
việc gửi tràn ngập những gói tin giống nhau, gói 
tin gửi bị mất này có thể được thay thế bởi gói 
tin gửi lặp lại khác [4]. Thông thường, lượng gói 
tin lặp lại này được gửi với số lượng cố định 10 
gói tin đi tới bên thu [4]. Khi gửi xong một trong 
10 gói tin tương tự này, bộ phát sẽ trì hoãn một 
khoảng thời gian cố định đủ để bộ thu xử lý gửi 
tin đang tới trước khi nhận gói tin kế tiếp. Với 
giao thức truyền nhận này, bộ thu có thể nhận 
lặp lại cùng một nội dung tới 10 lần, khi đó bên 
thu sẽ loại bỏ các gói tin trùng lặp. Kỹ thuật 
truyền này không chắc chắn việc truyền nhận 
thành công, không đảm bảo kiểm soát được lỗi 
gói tin truyền xảy ra. Hơn nữa với thời gian chờ 
đợi xử lý gói tin đến cố định sẽ không hiệu quả 
khi các gói tin có thể bị tắc nghẽn hoặc tới sớm 
hơn dự tính ban đầu. Một giải pháp khác đề xuất 
gần đây bởi đưa ra giao thức “yêu cầu - gửi” 
nhằm đảm bảo rằng khi gửi đi, nếu bên thu nhận 
được gói tin yêu cầu sẽ gửi phản hồi lại dữ liệu từ 
TÓM TẮT 
 Môi trường truyền thông trên lưới điện (Power line communication) là môi trường truyền 
dẫn tồn tại rất nhiều nguồn nhiễu. Những ứng dụng đòi hỏi việc truyền tin cậy cần có giao thức 
bảo vệ gói tin truyền chắc chắn để đảm bảo gói tin được tới người nhận. Bài báo này trình bày 
giao thức truyền tin có phản hồi để xác minh việc truyền tin thành công ứng dụng trong việc 
xây dựng hệ thống bán điện trả trước. Nhóm tác giả dùng giao thức truyền tin cậy này và xây 
dựng phần mềm nạp tiền điện trả trước trên website và smartphone, lắp đặt hoàn thành bộ xử 
lý dữ liệu tập trung DCU (Data Concentrator Unit) và bộ điều khiển đóng cắt SCU (Switch 
Control Unit) để xây dựng hệ thống bán điện trả trước. Kết quả thực nghiệm chỉ ra bộ DCU đã 
thực hiện kết nối và lấy dữ liệu từ Server qua dịch vụ GPRS và điều khiển quá trình đóng/cắt từ 
xa bộ SCU qua đường truyền PLC với tỉ lệ truyền dẫn thành công tới 93%. Giải pháp đề xuất hợp 
lý với chi phí triển khai hệ thống là thấp nhất, phù hợp với điều kiện thực tế tại điều kiện Việt 
Nam so với các hệ thống đang được triển khai sử dụng công tơ thẻ trả trước. 
Từ khóa: Công tơ điện tử; Mua điện trả trước; Truyền thông tin trên lưới điện PLC; Giao thức 
truyền dẫn tin cậy, nhiễu xung; Bộ xử lý dữ liệu tập trung DCU. 
ABSTRACT 
 Power line communication is harsh and noisy transmission medium which significantly 
deteriorate the transmission performance. The applications requiring reliable transmission 
needs to give a protected data protocol across impulsive noise to ensure packet transferred to 
receiver. The paper proposed a reliable protocol based on response packet in prepaid electricity 
system. The author uses proposed protocol to construct softwares on website and smartphone. 
The authors have completed the installation of the Data Concentrator Unit (DCU) and the 
Switch Control Unit. Experimental results show that the DCU connects and gets data from the 
server via GPRS service, sends and control remotely turning on/off process of the Switch 
Control Unit via PLC with the successful transmission rate up to 93%. The proposed solution is 
feasible with very low cost and suitable for Vietnam condition compared to system using 
prepaid electricity metter. 
Keywords: Prepaid electricity system; Smart meter; Power Line Communication - PLC; 
reliable Transmission protocal; Impulse noise; Data Concentrator Unit - DCU. 
1Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM 
2Học viên cao học Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM 
*Email: huanvm@hcmute.edu.vn 
Ngày nhận bài: 20/10/2017 
Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 01/12/2017 
Ngày chấp nhận đăng: 26/02/2018 
SCIENCE TECHNOLOGY 
Số 44.2018 ● Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 27
đó xác minh quá trình truyền thành công [5]. Tuy nhiên, với 
giao thức đề xuất này gói tin nếu gửi đi bị sai hoặc đợi một 
khoảng thời gian không nhận gói tin phản hồi, quá trình 
truyền sẽ được thiết lập lại với một gói tin mới. Ở đó, dữ 
liệu sẽ được cập nhật lại, theo tình trạng hoạt động của hệ 
thống và bỏ qua gói tin bị mất trước. Điều này không phù 
hợp trong ứng dụng đòi hỏi độ tin cậy cao, khi mỗi gói tin 
mang một thông tin nhất định cần phải thực hiện việc 
truyền lại gói tin mất này trong các ứng dụng cần xác thực 
thông tin và lưu trữ dữ liệu gửi. Trong bài báo này, nhóm 
tác giả đưa ra giải pháp khác bằng cách sử dụng gói tin 
phản hồi ACK từ client để đảm bảo quá trình truyền nhận 
diễn ra tin cậy, nếu gói tin bị mất, hệ thống sẽ thực hiện 
việc gửi lại để gửi tới bên thu tất cả gói tin phát. Thời gian 
chờ đợi xử lý gói tin kế tiếp có thể linh động hơn bởi biết 
chắc chắn khi nào gói tin đến hoặc bị tắc nghẽn bởi sự 
phản hồi về của tín hiệu gói tin phản hồi ACK. Bởi dùng 
giao thức phản hồi ACK, tình trạng gói tin gửi đi sẽ biết có 
tới đích hay không và tránh việc gửi lặp lại nhiều lần gây tắc 
nghẽn không cần thiết trên đường truyền thông tin. 
Bài báo này trình bày ý tưởng xây dựng giao thức truyền 
tin cậy để phục vụ quá trình truyền dữ liệu đảm bảo trong 
hệ thống bán điện trả trước hoàn toàn mới, bằng cách vận 
dụng cơ sở hạ tầng hiện tại, khai thác tính năng đọc chỉ số 
điện từ xa của công tơ điện tử đang sử dụng ở các công ty 
điện lực và xây dựng thêm chức năng đóng cắt từ xa. Bằng 
cách truyền dẫn thông tin trên đường dây điện có sẵn, 
nhóm tác giả đã xây dựng phần mềm nạp tiền điện trả 
trước trên website và smartphone, lắp đặt hoàn thành bộ 
xử lý dữ liệu tập trung DCU (Data Concentrator Unit) và bộ 
điều khiển đóng cắt SCU (Switch Control Unit), kết quả thực 
nghiệm bộ DCU đã thực hiện kết nối nhận lệnh điều khiển 
đóng/cắt điện từ Server qua dịch vụ GPRS giao thức HTTP 
và điều khiển đóng/cắt đối với bộ SCU qua đường truyền 
PLC giao tiếp UART. 
Biểu giá bán điện sinh hoạt hình thức trả trước đã được 
Chính phủ ban hành từ năm 2011 [6], tuy nhiên đã hơn 06 
năm kể từ khi ban hành, đến nay chưa khách hàng nào của 
ngành điện được mua điện với hình thức trả trước. Tại các 
nước phát triển, việc thanh toán chi phí năng lượng trả 
trước đã được triển khai. Người sử dụng dễ dàng mua các 
thẻ tại các cửa hàng và nạp các mã số trên thẻ vào công tơ 
đọc thẻ hoặc nhắn tin để thanh toán tiền điện và gas. Hệ 
thống bán điện trả trước tại các nước phát triển hiện nay 
đang sử dụng công tơ thẻ trả trước [7], chi phí đầu tư công 
tơ thẻ trả trước và hạ tầng tương thích là thách thức lớn với 
ngành điện Việt Nam. Việc thực hiện giải pháp của bài báo 
này, vận dụng các công tơ điện tử có tính năng đọc chỉ số 
điện từ xa đang được sử dụng, chỉ số điện năng trả trước 
được nạp và lưu tập trung trên máy chủ Server của các 
công ty điện lực, thực hiện ngừng cấp điện bằng điều khiển 
từ xa bởi một giao thức truyền có phản hồi về giúp quá 
trình truyền được tin cậy và tối ưu hệ thống khi hết chỉ số 
điện trả trước. Giải pháp đưa ra hoàn toàn khả thi với chi 
phí triển khai hệ thống rất thấp và đó cũng chính là ưu 
điểm của giải pháp. 
2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG 
Hệ thống bán điện trả trước gồm máy chủ chứa cơ sở 
dữ liệu về thông tin khách hàng và chỉ số điện đã trả trước, 
các phần cứng thực hiện điều khiển đóng cắt điện như hình 
1. Hoạt động của hệ thống như sau: Khách hàng sử dụng 
điện mua thẻ Điện trả trước (dạng thẻ cào), nhập mã số 
khách hàng và dãy số bí mật trên thẻ vào chương trình trên 
website hoặc ứng dụng trên smartphone. Máy chủ sẽ ghi 
nhận mã khách hàng, số tiền mua điện trả trước và tính ra 
chỉ số điện trả trước. Chương trình sẽ thực hiện điều khiển 
cắt điện đối với mã khách hàng khi chỉ số điện sử dụng 
bằng chỉ số điện trả trước. 
Hình 1. Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống 
2.1. Cơ sở dữ liệu 
Hiện nay, các công ty điện lực đang sử dụng công tơ 
điện tử được tích hợp thêm modem PLC để đọc chỉ số điện 
từ xa. Chỉ số điện liên tục được cập nhật trên cơ sở dữ liệu, 
tùy thuộc vào thời gian thiết lập mà công tơ truyền chỉ số 
điện về cơ sở dữ liệu. Hình 2 là dữ liệu về chỉ số điện được 
thu thập từ công tơ điện tử với chu kỳ gửi là 60 phút. 
Hình 2. Dữ liệu chỉ số điện gửi từ công tơ 
Trong đó, mã DDO: mã điểm đo được gán cho mỗi công 
tơ và khách hàng. Biểu 1, Biểu 2, Biểu 3: tương ứng với thời 
gian sử dụng trong ngày (bình thường, cao điểm, thấp 
điểm), biểu này áp dụng cho các khách hàng mua điện 
theo thời gian. Chương trình này chỉ quan tâm biểu tổng. 
Tận dụng tính năng đọc chỉ số điện từ xa của công tơ 
điện tử và cơ sở dữ liệu Oracle hiện có tại các công ty điện 
lực. Hệ thống bán điện trả trước cần tạo thêm bảng lưu dữ 
liệu chứa thông tin khách hàng, mã điểm đo và chỉ số điện 
trả trước. Chương trình tự tiến hành so sánh chỉ số điện 
được cập nhật về và chỉ số điện trả trước để thực hiện điều 
khiển đóng cắt điện. Tác giả đã tạo website và ứng dụng 
trên smart phone để thực hiện nội dung này. 
2.2. Bộ xử lý dữ liệu tập trung (DCU) 
Với chức năng kết nối internet lấy và cập nhật dữ liệu 
lên máy chủ Server đồng thời gửi nhận dữ liệu trên đường 
 CÔNG NGHỆ 
 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ● Số 44.2018 28
KHOA HỌC
dây tải điện, do đó, một bộ DCU (hình 3) cần có một 
module SIM để kết nối internet, một module PLC để truyền 
tín hiệu qua đường dây tải điện, một ARDUINO có tối thiểu 
2 cổng Serial để giao tiếp với 2 module trên. 
Hình 3. Sơ đồ nguyên lý bộ DCU 
2.3. Bộ điều khiển đóng cắt (SCU) 
Với chức năng truyền nhận dữ liệu trên đường dây tải 
điện, thực hiện đóng cắt điện, do đó, bộ SCU điều khiển 
đóng cắt gồm module PLC, ARDUINO có 1 cổng Serial và 1 
RELAY như trong hình 4. 
Hình 4. Bộ Điều khiển đóng cắt (SCU) 
2.4. Cấu trúc khung truyền 
Khung truyền dữ liệu có cấu trúc gồm bốn trường, trường 
byte Start, trường địa chỉ, trường dữ liệu và trường Stop: 
Hình 5. Cấu trúc frame truyền dữ liệu 
Một gói truyền gồm có 16 byte. Định dạng frame như 
hình 5. Byte đầu tiên là byte bắt đầu chỉ ra sự bắt đầu của 
dữ liệu gửi. Các client bắt đầu nhận dữ liệu sau khi nhận 
biết được byte bắt đầu này. Chữ S trong bảng mã ASCII 
được chọn như là byte bắt đầu. Ký tự này sẽ không xảy ra 
trong các byte khác của gói tin. Vì vậy, client sẽ nhận được 
byte này khác với các byte dữ liệu khác và phân biệt được 
bắt đầu dữ liệu. Một cách tương tự byte stop dùng ký tự E 
trong bảng mã ASCII để kết thúc gói tin. Byte địa chỉ gồm 
13 byte định danh khách hàng mà EVN hiện đang sử dụng 
để nhận dạng khách hàng. Byte địa chỉ này tùy theo nhà 
cung cấp có thể giảm xuống phụ thuộc vào theo quy mô 
của vùng cung cấp dịch vụ. Trường data gồm một byte để 
điều khiển đóng cắt thiết bị. 
Khi dữ liệu xuất hiện trên cổng Serial, gặp Start byte 
chương trình sẽ bắt đầu nhận dữ liệu cho đến khi gặp Stop 
byte. 
2.5. Giao thức truyền nhận đảm bảo dựa trên phản hồi 
Giao thức truyền nhận đảm bảo sử dụng phản hồi là 
một giao thức nhằm thông báo xác minh là đã nhận được 
gói tin gửi. Khi dữ liệu được truyền giữa hai hệ thống thì 
bên nhận có thể chứng thực đã nhận dữ liệu. Các tin báo 
nhận được dùng để báo tin cho những mạng không đáng 
tin cậy ở đó dữ liệu truyền nhận có khả năng gây ra lỗi rất 
lớn mà nguyên nhân chủ yếu là nhiễu tác động lên đường 
truyền lưới điện. 
Hình 6. Quá trình truyền nhận dữ liệu qua PLC 
Sau khi thực hiện gửi, bên gửi sẽ chờ một khoảng thời 
gian để nhận phản hồi. Nếu không có thông tin phản hồi sẽ 
thực hiện lại việc gửi. Khi nhận dữ liệu, bên nhận sẽ kiểm 
tra nếu đúng dữ liệu cần nhận sẽ thực hiện gửi thông tin 
phản hồi ACK, nếu không sẽ không thực hiện. Quá trình gửi 
chỉ kết thúc khi bên gửi nhận lại được thông tin phản hồi 
(hình 6). 
Khi master gửi dữ liệu đến slave nếu slave nhận được dữ 
liệu thì sẽ phản hồi lại tính hiệu ACK. Khi master nhận được 
tín hiệu ACK từ slave gửi tới, master sẽ tiến hành gửi dữ liệu 
tiếp theo. 
Quá trình gửi nhận có thể xảy ra các lỗi thường gặp như 
ACK bị sai hoặc ACK bị thất lạc. Khi master nhận được tín 
hiệu ACK trả về từ slave, master tiến hành lấy tín hiệu ACK 
đó so sánh với tín hiệu ACK được quy định. Nếu tín hiệu 
ACK trả về khác với tín hiệu ACK quy định, ACK bị sai. Khi đó 
master sẽ gửi lại dữ liệu một lần nữa, dữ liệu sẽ tiếp tục gửi 
lại khi ACK tiếp tục gặp lỗi. 
Trong trường hợp ACK bị thất lạc, master gửi dữ liệu đi, 
master sẽ dùng một khoảng thời gian để chờ slave gửi tín 
hiệu ACK. Nếu sau khoảng thời gian quy định mà master 
vẫn chưa nhận được ACK, master sẽ tiến hành gửi lại dữ liệu 
một lần nữa, dữ liệu sẽ tiếp tục gửi lại khi tiếp tục gặp lỗi. 
Bảng 1 là ưu điểm và nhược điểm khi dùng ACK và 
không dùng ACK. 
Start 
byte 
Address 
byte 
Data 
byte 
Stop 
byte 
Thời 
gian 
phản 
hồi 
Data 
Dataa 
Nhận kiểm 
tra 
Sai dữ liệu 
Nhận kiểm 
tra 
Sai dữ liệu 
data 
ACK 
Kết 
thúc 
Nhận kiểm 
tra 
Đúng dữ 
liệu 
Master Slave 
SCIENCE TECHNOLOGY 
Số 44.2018 ● Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 29
Bảng 1. Ưu điểm và nhược điểm khi dùng ACK và không dùng ACK 
Đặc 
điểm 
Dùng phản hồi ACK Không dùng ACK 
Ưu 
điểm 
- Kiểm soát được quá trình truyền nhận 
tin cậy. 
- Đảm bảo truyền được - nhận được. 
- Dễ dàng khắc phục sửa lỗi khi gói tin 
nhận sai 
- Giảm hiệu suất kênh 
truyền khi gửi không thành 
công 
- Thiết bị được lập trình đơn 
giản 
Nhược 
điểm 
- Các tin báo nhận làm giảm năng suất 
thi hành trên kênh truyền. Nếu mọi dữ 
liệu đều yêu cầu có tin báo nhận thì 
một nửa băng thông kênh truyền được 
dùng cho việc xác thực thông tin nhận. 
- Lập trình phức tạp hơn khi không 
dùng ACK 
- Không kiểm soát được quá 
trình truyền nhận 
- Không đảm bảo truyền 
nhận được khi thiết lập 
- Khó phát hiện và khắc 
phục được lỗi 
3. KẾT QUẢ 
3.1. Lắp đặt phần cứng 
Hình 7 (a) là cấu trúc phần cứng bộ DCU sẽ được lắp đặt 
tại các trạm biến áp hạ thế, truyền thông tin điều khiển các 
khách hàng đấu nối vào trạm biến áp hạ thế trong bán kính 
dưới 1000m. Tiêu chuẩn thiết kế lưới điện của ngành điện 
là độ sụt áp không quá 5%, do đó bán kính cấp điện lưới 
điện hạ thế thường không quá 800m. Hiện tại ngành điện 
đang thực hiện cấy thêm trạm rút ngắn bán kính cấp điện 
để giảm tổn thất điện năng, bán kính cấp điện hiện nay đa 
số chỉ từ 500-600m. Mặt khác, hệ thống này dựa vào tính 
năng đọc chỉ số điện từ xa của công tơ điện tử PLC hiện có, 
do đó, nếu bán kính quá xa trên 1000m từ trạm hạ thế thì tỷ 
lệ truyền chỉ số điện thành công cũng rất thấp. Vì vậy thật 
cần thiết khi tìm giải pháp đối với khách hàng không nên 
quá xa hơn bán kính 1000m. 
(a) (b) 
Hình 7. (a) Bộ DCU theo sơ đồ nguyên lý trên(b)Bộ SCU theo sơ đồ nguyên lý 
Hình 7(b) trình bày bộ SCU sẽ được lắp đặt trên trụ điện, 
trong hộp đấu dây nhánh rẽ vào nhà khách hàng, sẽ thực 
hiện đóng cắt điện trước khi vào công tơ. 
3.2. Phần mềm 
Khách hàng vào trang web của các công ty điện lực 
hoặc tải ứng dụng của các công ty điện lực trên CH play 
(điện thoại android) hoặc App store (điện thoại Iphone) 
chọn mục mua điện trả trước. Nhập mã khách hàng và mã 
số bí mật trên thẻ cào như hình 8. 
Chương trình phần mềm sẽ thực hiện kiểm tra sự phù 
hợp các thông tin mà khách hàng nhập, trường hợp phát 
hiện sai sẽ ra thông báo cảnh báo đề nghị khách hàng kiểm 
tra và nhập lại. Nếu mã khách hàng phù hợp và khách hàng 
có đăng ký mua điện trả trước, chương trình sẽ giải mã thẻ 
mua điện để tìm ra số tiền, tính toán ra kWh đã mua và 
thông tin ra cho khách hàng kiểm tra (hình 9). 
 (a) (b) 
Hình 8. (a) Giao diện tổng quan (b) giao diện nạp tiền trên smartphone 
 (a) (b) 
Hình 9. Thông báo nạp tiền thành công qua (a) smartphone (b) giao diện web 
3.3. Hiệu suất truyền nhận dữ liệu 
Để kiểm tra hoạt động của chương trình một cách đơn 
giản, nhóm tác giả đã dựng Server chạy trên máy chủ 
Firebase của Google với giao diện web, Bộ SCU điều khiển 
đóng cắt được gán một mã khách hàng, trang web cho 
phép nhập mã khách hàng và yêu cầu điều khiển đóng 
cắt, mỗi thao tác trên trang web dữ liệu sẽ được lưu trữ 
trên cơ sở dữ liệu của Server tương tự như lúc chương 
trình hoạt động. 
Hình 10. Giao diện trang web thực nghiệm 
Với yêu cầu đóng điện khách hàng có mã 
PB13010005678 như hình 10, bộ DCU đã kết nối vào Server 
nhận dữ liệu PB130100056781 (dta = address + data, trong 
đó address: PB13010005678 và data: 1), sau đó gửi chuỗi này 
đến bộ đóng cắt thiết bị (bộ SCU đã được gán address là mã 
khách hàng tương ứng sẽ nhận) và nhận về lại chuỗi tương 
ứng từ nếu bộ đóng cắt thiết bị thực hiện thành công lệnh. 
Bộ SCU đã chuyển từ trạng thái cắt sang trạng thái 
đóng. Thực nghiệm với trạng thái cắt cũng được kết quả 
tương tự, bộ SCU đã chuyển từ trạng thái đóng sang trạng 
thái cắt. Như vậy, khi hệ thống bán điện trả trước vận hành, 
 CÔNG NGHỆ 
 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ● Số 44.2018 30
KHOA HỌC
Server gửi danh sách các khách hàng đã hết chỉ số điện trả 
trước để cắt điện thì bộ DCU sẽ tự kết nối và nhận lệnh, 
điều khiển bộ SCU cắt điện như thực nghiệm trên. 
Khảo sát hiệu suất truyền nhận dữ liệu giữa DCU và SCU 
qua đường truyền PLC được thực hiện như sau: 
 DCU sẽ gửi một gói tin cho SCU, SCU sẽ kiểm tra và so 
sánh với mẫu tin đã định sẵn, nếu gói tin đúng sẽ gửi gói 
tin lại cho DCU, nếu gói tin sai sẽ không làm gì cả và quá 
trình truyền nhận đó xem như gói tin bị sai ở SCU. 
 DCU khi nhận lại gói tin dữ liệu từ SCU sẽ kiểm tra so 
sánh với gói tin đã gửi. Nếu gói tin dữ liệu là đúng thì cả 
quá trình truyền nhận đã thành công, nếu gói tin bị sai thì 
quá trình truyền nhận đó xem như gói tin bị sai DCU. 
Mỗi lần thử bộ DCU sẽ gửi 100 gói tin, khoảng cách 
truyền là 100m trên đường dây điện xoay chiều 1 pha 220V, 
kết quả 10 lần thử được ghi lại như trong bảng 2. 
Bảng 2. Bảng khảo sát hiệu suất truyền qua PLC 
Lần 
thử 
Gói tin DCU 
nhận lại Gói tin đúng (*) Sai ở SCU Sai ở DCU 
1 94 93 6 1 
2 92 90 8 2 
3 89 85 11 4 
4 93 89 7 4 
5 81 80 19 1 
6 89 88 11 1 
7 92 88 8 4 
8 90 88 10 2 
9 91 87 9 4 
10 93 90 7 3 
(*): Tỷ lệ truyền thành công chính là số gói tin đúng/tổng gói tin gửi 
Từ kết quả khảo sát trên cho thấy, hiệu suất truyền của 
hệ thống trên đường truyền PLC có thể đạt từ 80% đến 
93%, tỷ lệ truyền nhận thành công chính là số gói tin nhận 
lại đúng ở DCU trên tổng số gói tin DCU đã gửi (hình 11). 
Nguyên lý hoạt động của hệ thống, DCU sẽ gửi gói tin 
điều khiển đến SCU, SCU sẽ nhận thực hiện điều khiển và 
gửi phản hồi về DCU, DCU cập nhật trạng thái phản hồi về 
từ SCU. Quá trình truyền nhận không thành công sẽ xảy ra 
2 trường hợp: 
 Gói tin gửi từ DCU bị nhiễu, SCU nhận bị sai và không 
thực hiện gì. Trường hợp này sau khoảng thời gian chờ 
phản hồi không nhận lại được gói tin từ SCU, DCU tiếp tục 
gửi lại gói tin. 
 Gói tin gửi từ SCU bị nhiễu, SCU đã nhận gói tin từ 
DCU, thực hiện lệnh điều khiển và gửi gói tin phản hồi 
nhưng DCU nhận sai nên không cập nhật lại trạng thái của 
SCU mà tiếp tục gửi lại gói tin. 
Với 1000 gói tin gửi như trên, tỷ lệ truyền nhận thành 
công trung bình của hệ thống là 87,8%, độ tin cậy của hệ 
thống là chấp nhận được. 
0 2 4 6 8 10 12
0
20
40
60
80
100
T
i 
le
 t
ru
ye
n
 n
h
a
n
 t
h
a
n
h
 c
o
n
g
 [
%
]
Lan goi
 Giao thuc truyen 
phan hoi de xuat
Hình 11. Tỷ lệ truyền thành công các gói tin 
4. KẾT LUẬN 
Điểm mới của hệ thống tính toán chi phí điện trả trước 
với những điều khiển đòi hỏi sự tin cậy cao là thực hiện xây 
dựng phần mềm tính toán trên máy chủ đặt tại các công ty 
điện lực, thực hiện điều khiển đóng cắt điện khách hàng khi 
đến chỉ số điện đã trả trước thông qua các kênh thông tin 
GPRS và PLC, sử dụng giao thức truyền nhận có kiểm soát. 
Do đó, chi phí thực hiện là rất thấp so với đầu tư mới toàn 
bộ hệ thống công tơ có tính năng mua điện trả trước. Tỉ lệ 
truyền thành công các gói tin trong hệ thống lên tới 93%. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Mauro Tucci, Marco Raugi, and Li Bai, 2017. “Analysis of noise in in-home 
channels for narrowband power line communications”. Environment and 
Electrical Engineering and 2017 IEEE Industrial and Commercial Power Systems 
Europe (EEEIC/I&CPS Europe) Conference. 
[2]. Y. Yabuuchi et al., 2010. Measurement and analysis of impulsive noise on 
in-vehicle power lines. in Proc. IEEE ISPLC Appl.,. 
[3]. V. Degardin, M. Lienard, P. Degauque, E. Simon, and P. Laly, 2008. 
Impulsivenoise characterization of in-vehicle power line. IEEE Trans. Electromagn. 
Compat., vol. 50, no. 4, pp. 861-868. 
[4]. Rozeha A. Rashid, Mohd Adib Sarijari, Mohd Rozaini Abd Rahim, 2008. 
“Flood transmission based protocol for home automation system via power line 
communication”. ICCCE International Conference. 
[5]. Vo Minh Huan, 2017. “Energy management system with low power loss 
and reliable data transmisstion based on power line communication”. Chuyên san 
Công nghệ Thông tin và Truyền thông, số 10. 
[6]. Quyết định số 268/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ, “Quyết định về 
biểu giá bán điện”, 2011. 
[7]. M. Wassim Raad, Tarek Sheltami, M. Sallout, 2007. “A Smart Card 
Based Prepaid Electricity System”. 2nd International Conference on Pervasive 
Computing and Applications, pp. 219 - 224.