一种电力线扩频载波通讯节点的具体实现

《一种电力线扩频载波通讯节点的具体实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、一种电力线扩频载波通讯节点的具体实现

2、第1...摘要：介绍了一种以AT89C52单片机为控制核心、以P300/P111电力线扩频载波通讯芯片为基础的电力线载波通讯节点的实现，阐述了系统结构及其工作原理，并指出了系统应用中应注意的问题。在工业监控系统中，现场节点之间的数据通信非常重要。目前大部分数据传送系统都是基于双绞线、同轴电缆或光纤等物理媒介进行通讯。虽然这些通讯线路通信容量较大，但造价高、维护难。在一些危险、有害的工业环境中，迫切需要一种简便的、易于维护的通信系统。为此，在研制故障监控系统中采用了电力线扩频载波通信的方案。该载波通信方案与其它通信方式相

3、比有着特殊的优势。各个现场节点只需联到交流220V电力线上即可实现开放的通讯网络。系统构成简单，易于维护。由于采用了扩频通信技术，系统个有很强的抗干扰和抗衰减能力，使其很有发展前途。系统中采用一种新器件SSCP300/P111来实现电力线载波通讯。1系统的总体组成及其原理系统组成如图1所示。它以单片机AT89C52为控制核心，控制SSCP300网络接口控制器，实现具体的数据链路层功能包括数据包的发送和接收、发送字节到符号的转换、接收符号到字节的转换及CRC的产生和校验等。这里主处理器AT89C52先将命令和数据翻译过来提供给用户使用，并提供上层（包含应用层

4、和网络层）的通讯协议。而SSCP300IC则提供低级数据链路层和物理层的网络服务。SSCP300与主处理器的接口通过一个5线的串行外围接口（SPI）完成。SPI的数据输入（SDI）和数据输出（SDO）线允许数据由SSCP300传出或传至SSCP300时对其进行计时。主处理还提供了PI数据时钟（SCLK）来对数据传输提供时序信号。SSCP300的服务请求由低电平有效的中断信号（INT）来完成。SSCP300低电平有效的片选信号（CS）可将SPI接口置为有效或无效。而低电平有效的复位信号（RST）则由主处理器AT89C52提供。500)this.style.o

5、useg(this)">所有的主处理器AT89C52接口信号都与TTL电平兼容。SSCP111媒介接口和电力线耦合部分完成缓冲放大、低通滤波和信号耦合等功能。模拟信号是通过信号入（SI）和信号出（SO）脚在SSCP300与通讯媒介（交流电力线、双绞线等）之间进行传输的。在发送模式下，SSC的chirps从SSCP300的SO脚传输到SSCP111的输出放大器，此放大器由SSCP300的三态信号（TS）来决定其工作与否。一旦信号被放大，则输出信号通过媒介耦合电路传输到媒介中去。在接收模式下，模拟通讯信号通过外部媒介耦合电路传输到输入滤波器，此带通滤波器可将频

6、率为100kHz～400kHz的信号传输到SSCP300的SI脚。2发送模式电路原理在发送模式下，由SSCP300内部产生的chirps波形输出到SO管脚。此信号在被加到由Q1、R8、R9和R10组成的缓存放大器之前，需经C9进行交流耦合，经R7、C12进行滤波。为在电力线上保证按照FCC规则进行引导发射，需要对chirps信号进一步滤波。在频率为535kHz～1705kHz的范围内，节点输出处的失真和噪声幅度必须小于1mVRMS。缓存放大器电路可以降低阻抗以正确驱动由C13、C14，L1和R11组成的3极低通滤波器。在预置滤波后，“chirps”信号通过

7、C15进行交流耦合，再传输到SSCP111功率放大器的信号输入脚（TXI）。此功率放大器可将信号电压幅度增至原来的2倍。信号从SSCP111IC的TXO脚输出，并被电感L2滤波。之后，信号通过C18进行交流滤波，传输到电力线耦合电路，最后到达电力线。3接收模式电路原理从电力线上耦合进行的chirp波信号首先经过由图1中的R13、C20、L3、C21、L4、C22和C23组成的无源六级LC构造的外部带通滤波器以实现带外频率波形衰减。经过滤波后的输入信号要经由图1中Q2、R14和R17组成的晶体管放大器进行缓存。此放大器的信号增益为20dB。之所以定为这个值，

8、是因它可以提供给节点峰-峰值为1mV的灵敏电压。而其他增益值尽管可以提高节点的灵敏度，但却同时降低了信号对噪声的抗干扰度。图1中R14和R15两个电阻为放大器设定了直流偏移点，将SSCP300SI脚输入的直流电平置为电源电压的一半。同时，它们还接在输入滤波器的端点处，其阻值大约为900Ω。而作为双二极管封装的CR2则将加在SSCP300SP管脚的信号固定于设备电源提供的电压范围内。同时也为SSCP300提供了额外的瞬间高压保护。4电力线耦合保护模块电路原理为了防止通讯线路上的瞬态作用对电路元器件造成永久性的损坏，一般电子产品内都设有瞬态保护电路。本系统是为

9、低压电力线通信而设计的，500)this.style.ouseg(