电力线载波通信技术在远程抄表系统集中器中的应用研究

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1、太原理工大学硕士研究生学能论文电力线载波通信技术在远程抄表系统集中器中的应用研究摘要随着我国电力事业的迅速发展，传统的用电抄收管理方式已经不能满足市场需求。本文在大量收集查阅国内外有关远程抄表系统资料、深入用户及用电管理部门广泛调研的基础上，提出了一种采用低压电力线载波通信技术的远程自动抄表系统，该系统具有三层网络结构，即上位机管理系统、集中器和载波电表。分板研究了整个系统及各组成部分的功能与特点。由于我国低压电力线上存在的高削减、高噪声、高变形，必须采用特殊的通信技术。因此本文首先分析了高频信号在电力线中的传输特性；重点讨

2、论了扩频通信技术在电力线载波通信中的应用；深入研究了以直序扩频通信技术为基础的、高性能的电力线载波专用MODEM芯片PL3105的内部工作原理，在此基础上，采用PL3105实现了远程抄表系统中集中器与终端载波电表之间可靠的数据传输。集中器是连接上位机与终端载波电表之间的枢纽，起着上太原理工大学硕士研究生学位论文传下达的作用。根据中华人民共和国电力行业标准规定的集中器的主要功能及性能指标要求，本文重点研究设计了集中器的硬件系统和软件系统。其中硬件系统主要包括主控制器、外部扩展数据存储器、时钟模块、看门狗模块、上位机通信接口电路

3、以及电力线载波通信电路及其外围电路等。在软件设计中，本文首先制定了集中器与上位机之问以及集中器与下位载波电表之间的通信协议。然后本着模块化程序设计的思想进行了各功能模块的软件设计，从而使程序的编制、调试、修改方便。另外，本文针对电力线载波通信中的距离问题，设计了软件中继技术(即载波电表互为中继的思想)，使集中器具有自动搜索中继的功能，并且中继链路可以不断调整，具有自学习能力。同时提出了中继约束条件及编制原则，大大提高了中继搜索效率。最后，将本文设计的基于低压电力线载波通信技术的集中器与其他合作人员设计的载波电表及上位机管理系

4、统连成一个完整的远程自动抄表系统，并进行了大量的实验测试。最终本系统于2005．4．5日通过了国家电力工业设备及仪表质量检测中心的检验(报告编号：PD2005003)。测试结果表明：本文所设太原理]：大学硕士研究生学位论文APPLICA=I’IONRESEARCH粃b-len=O；zh—word=0XFFFF；j}Vojdzb—rx(void){j坟；ij}“一；i11，番jj—l；i；掌i；}；l；IIF国i§《一iii!垦薹雪垂{ii；；主IIi!u茎；；种i；F”萋；；；；iH韬

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7、文Becausehighattenuation，highnoiseandhighdistoTtionexistinthelow—Voltagepowerlinesofourcountry，specialcommun{cationtechnologymustbeadopted．Firstly，theIransmissioncharacte“sticwhenhigh—frequencysignalwastransmittedthroughpowerlineswaSanalyzed．Secondly，theapplicationo

8、fspreadspectmmcommunicationtechnologytocarriercommunicationofthepowerlinewasemphaticallydiscussed．Thirdly，theinteriorprincipleofthespecialMODEMICPL3105adoptingdirectsequencespreadspectrumconlmunicationtechnologywasdeeplystudied．Basedonthis，PL3105wasselectedtorealiz

9、ethereliabledatatransmissionbetweentheconeentratorofthelong—distancemeterreadingsystemandtheterminalsignalcarrierammeterBeinglheheartoftheautomaticmeterreadingsystem，theconcentratorconnectedfhecomputerwiththeterminalcarriermeterThehardwareandsoftwaresystemoflheconc

10、entratorwereemphaticallydesignedaccordingtothemainfunctionsandthedemandsforperformancetargetsoftheconcentTatoTstatedinthepowertradestandardofPRC．