电力载波通信抄表集中器硬件设计论文

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1、电力载波通信抄表集中器硬件设计毕业论文目录摘要IABSTRACTII1绪论11.1电力线载波通信的意义及发展状况11.2低压电力线通信的特点11.3国内外研究现状和动态21.4设计电力载波抄表集中器的目的和意义21.5课题的可行性分析31.6本文的主要任务32电力线载波通信技术42.1电力线载波通信中信号传输特性分析[8]42.2常用的低压电力线载波通信技术[13]52.3扩频通信技术62.3.1扩频通信的工作原理62.3.2扩频通信的特点[4]62.4电力线载波通信的实现72.4.1国外的电力线载波专用Modem芯片73电力载波抄表系统

2、总体设计93.1自动抄表系统的组成94电力载波抄表集中器的硬件设计114.1电力线载波远程抄表系统集中器的硬件设计114.1.1集中器的功能及技术指标[8]114.1.2集中器的结构框图114.2集中器主控器的设计124.2.1主控器的作用[11]124.2.2主控器的选型[11]124.2.3单片机W77E58的简单介绍134.3数据存储器的扩展154.3.1数据存储器RAM的选择154.3.2硬件电路设计164.3.3存储器的掉电保护17374.4时钟模块184.4.1设计思想184.4.2时钟模块的选择[15]184.4.3时钟模块

3、与单片机的连接[14]194.5电力线载波通信电路设计194.5.1载波通信芯片SSCP300的发送与接收原理204.5.2单片机与SSCP300通信的控制工作过程234.6主控器与MODEM通信接口244.6.1MODEM简介254.6.2主控器与MODEM通信接口电路264.7电源电路274.8本章小结285电力线载波抄表系统集中器软件的设计295.1通信协议的制定295.2集中器软件设计295.2.1主程序设计305.2.2集中器向上位机的数据传输315.2.3单片机与扩频芯片SSCP300的数据传输325.3本章小结346结论35

4、6.1总结356.2结束语35致谢36参考文献37附录383737电力载波通信抄表集中器硬件设计1绪论1.1电力线载波通信的意义及发展状况当今世界，作为输送能源的电力线是一个近乎天然、入户率绝对第一的物理网络。而电力线现在的功能仅仅是传送电能，如何利用网络资源潜力，在不影响传输电能的基础上实现窄带通信或宽带通信，使之成为继电信、电话、无线通信和卫星通信之后的又一通信网，是多年来国内外科技人员的又一目标。要使电力网成为一个新的通信网，技术手段只有载波通信。电力线载波通信就是以电力网作为信道，实现数据传递和信息交换。因为电源线路是每个家庭最为

5、普通也是覆盖最为宽广的一种物理媒介，其覆盖面超过有线电视网络甚至电话线路，同时由于利用现有的电力网实现数字通信，可以大大减少通信网建设的费用，因而利用电源线路实现数据通信的技术有着可观的经济效益和应用前景。电力线载波通信又分为35KV以上的高压载波通信、10KV配电网的载波通信和民用（400V以下）电力线载波通信。在技术上高压载波通信主要为业内业务通信，由于网络专一性，其简单的数据通信在国内外基本成熟，进入千家万户的民用电力网才是最大的通信物理网络。但在该网络上实现通信一直是全世界科技工作者的研究课题。由于低压电力线上实现通信又很多技术难

6、点，如网络不规范、节点多、隔离多、随机干扰等。也可以说民用电力网对通信而言是一个不确定、无规则、网络特性呈拓扑特性的非标准通信网，是通信网络的一大挑战课题。本文研究的对象正是低压电力线通信。1.2低压电力线通信的特点总的说来，低压电力线信道的特点主要包括下面几个方面的内容：(1)噪声和干扰大低压电力线网络中，各式各样的家用电器和办公设备产生的噪声和干扰严重污染着电力线通信环境。己有的研究结果表明，噪声的大量存在是实现数据在低压电力线上优质传输的主要障碍之一。现在把各种噪声干扰主要来源归纳为4个方面：(a)可控硅器件和一些电源电路产生的60

7、Hz的倍频谐波(注:美国电力线频率为60Hz)；(b)平滑频谱噪声，其频谱平坦，可以看作有限带宽的白噪声，家电中的小电机是产生这类噪音的根源；(c)单脉冲干扰，通常由开关切换、闪电、温度调节器或电容充放电引起；(d)非同步周期噪声，如电视的行扫描频率对电网的干扰。(2)信号衰减大3737电力载波通信抄表集中器硬件设计信号在电力线上传输过程中的衰减是低压载波通信遇到的另一难点。同时，由于低压配电网直接面向用户，负荷情况复杂，各节点阻抗不匹配，所以信号会产生反射、谐振等现象，使得信号的衰减变得极其复杂。信号的衰减随着传输距离的增加而增加，同时

8、，信号的衰减与频率、工频电源的相位有关，一般来说，随着频率的增加，信号的衰减也将增加，而在某些特殊的频段，由于反射、谐振及传输线效应等的影响，衰减会出现突然剧增。在100--400kHz频带内