电力载波通信抄表集中器硬件设计(DOC).docx

PAGE PAGE # 东北农业大学毕业说明书 电力载波通信抄表集中器硬件设计 入学年级: 2012年秋 学生姓名: 孟^建 学 号: 122033002011006 所学专业: 电气化及其自动化 东北农业大学 中国哈尔滨 2014 年 摘要 1电力载波通信技术 1.1电力线载波通信中信号传输特征分析 1.2常用低压电力线载波通信技术 1.3扩频通信技术 扩频通信的工作原理 扩频通信的特点 1.4 电力线载波通信的实现 1.4.1国外的电力线载波专用 mode芯片■ 2电力载波抄表系统整体设计 自动抄表系统的组成 3电力载波抄表集中器的硬件设计 3.1电力线载波远程抄表系统集中器的硬件设计 3.1.1集中器的功能及技术指标 3.1.2集中器的结构框图 3.2集中器主控器的设计 3.2.1主控器的作用 3.2.2主控器的选型 3.2.3单片机w77e58的简单介绍 3.3数据存储器的扩展 数据存储器 ram 的选择 3.3.2硬件电路设计 3.3.3存储器的掉电保护 3.4时钟模块 设计思想 时钟模块的选择 时钟模块与单片机的链接 3.5电力线载波通信电路的设计 3.5.1载波通信芯片sscp300的发送与接收原理 3.5.2单片机与sscp300通信的控制工作过程- 103.6主控器与 mode通信接口 10 3.6.1mode 的简介 3.6.2主控器与modem通信接口电路 3.7电源电路 4结语 5参考文献 12 11 12 10 10 随着我国电力事业的迅速发展，传统的用电抄收管理方式己经不能满足市场需求，这篇论文首 先分析了高频信号在电力线中的传输特性；重点讨论了扩频通信技术在电力线载波通信中的应用； 深入研究了以扩频调制解调技术通信技术。 1电力线载波通信技术 电力线载波通信是利用电力线作为传输通道的载波通信，是电力系统特有的一种通信方式。它 根据频率搬移、频率分割原理，将原始信号对载波进行调制，搬移到不同的线路传输频带，送到电 力线上进行传输。和其他通信方式相比，具有投资少、施工期短、设备简单、通信安全、实时性好、 无中继和通信距离长等一系列优点。 1.1电力线载波通信中信号传输特性分析 由于电力线并不是专为传输信号而设计的，所以有必要分析高频信号在电力线中的传输特性。 影响电力线载波传输质量的主要因素有 ：电力网络的阻抗特性、衰减特性及噪声的干扰。前两者制约 信号的传输距离，后者决定数据传输的质量。 1.2常用的低压电力线载波通信技术 窄带通信方式.窄带通信方式价格低廉并且较易实现，所以在以往的应用中比较常用。 多载波调制方式.多载波调制是一种多载频并传体制， 其基本原理是将输入信息转换成多路并行 信号，对相互完全正交的一组载波进行调制。 扩频通信方式。扩频通信方式是一种简便、易实现、价格低廉的方式。本文的低压电力线载波 通信方式采用的就是扩频通信技术。 1.3扩频通信技术 扩频通信是目前应用广泛的通信技术，它相对于窄带通信系统来说有一定的优势，主要表现在 扩频通信具有优越的抗干扰性能，它能够很好的克服电力线上的噪声和干扰，扩频通信用伪随机码 把基带信号(信息数据窄带信号)的频谱进行扩展，形成相当带宽的低功率谱密度信号发射。扩频信 号具有较宽的频谱，因而分散了噪声功率，使干扰程度减小，提高了通信的可靠性。 1.3.1扩频通信的工作原理 在发送端输入的信息先经信息调制形成数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调 制数字信号以展宽信号的频谱。展宽后的信号再调制到射频发送出去。在接收端收到的宽带射频信 号，变频至中频，然后由本地产生的与发送端相同的扩频码序列去相关解扩。再经信息解调，恢复 成原始信息输出。 1.3.2扩频通信的特点 (1)⑵ (1) ⑵ ⑶ 具有选址能力 抗多径干扰能力强 1.4电力线载波通信的实现 因此ModemModem芯目前，低压电力线载波通信已经朝着使用扩频通信技术的方向发展。鉴于电力线的恶劣的通道 特性，必须采用专用的电力线载波专用 MODE芯片，这也成为电力载波抄表系统的关键技术。 电力线载波通信的关键就是选用一种功能强大的电力线载波专用 MODE 因此 Modem Modem芯 1.4.1国外的电力线载波专用 Modem芯片 国外在电力线载波通信技术方面发展较早，多家国外公司陆续推出了自己的电力线载波 芯片。下面简单介绍几种常见的 Modem芯片： （1） ST7536 芯片 ST7536是SGS-THOMSON司专为电力线载波通讯而设计的 Modem芯片。由于它是专用 片，所以除有一般 Modem芯片的信号调制解调功能外，还针对电力线应用加入了许多特别的信号处 理手段。 ⑵SSCP30