电力载波通信是指通过载波调制技术在电力线上传输数据的技术，其最大优点是不需重新铺设通信线路，施工成本低，安装维护简单方便，因此在当前很多电力系统中有着广泛应用。但是，电力载波通信因其固有通信环境的影响，信号衰减严重、噪声干扰频繁，其有效通信距离和通信的可靠性受到很大的影响，因此，如何提高载波通信的可靠性及提升有效通信距离是目前电力载波通信研究的重点。本文参照计算机网络通信TCP/IP参考模型，将载波机的设计分为四层，可有效解决载波通信可靠性低，传输距离短的问题。从下往上依次为网络接口层、网络层、传输层和应用层。网络接口层完成了载波机的整体硬件电路，包括载波发送与接收电路，调制解调芯片的驱动程序等，为上层软件的运行提供了硬件基础。网络层设计了载波通信组网算法、路由选择策略、网络重构策略，通过网络层设计，使得载波通信中继转发功能得以建立，扩大了载波机有效通信距离。传输层设计了可靠性传输算法与半可靠性传输算法，可靠性传输算法采用ACK应答模式，半可靠性传输算法采用滑动窗口机制，两种算法都能在一定程度上发现数据包的丢失并及时启动数据召回机制，保证通信的可靠性。应用层完成了设备的初始化以及定义了载波机数据处理流程架构，数据处理线程将调用网络层及传输层算法完成整个载波数据处理。经测试，本文设计的载波机系统实现了数据的发送和接收功能，网络层的自组网算法可快速准确的组建网络，路由选择策略实现了中继转发功能，可有效地延长通信距离，传输层算法可有效地降低载波通信的丢包率，提高通信的可靠性。