電力線載波通信模塊設(shè)計(jì)
4.39萬(wàn)字 81頁(yè)
包括電路原理圖，電路板圖，PCB圖

摘 要
電力線載波通信技術(shù)是逐漸興起的一種現(xiàn)代化通信技術(shù)，它利用廣泛存在的電力線網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸數(shù)據(jù)和話音，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表、智能小區(qū)的有效途徑，具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)和不可估量的市場(chǎng)潛力。
本文首先概括介紹了電力線載波通信的概念、發(fā)展現(xiàn)狀、采用的主要通信標(biāo)準(zhǔn)及其發(fā)展前景。在此基礎(chǔ)上，對(duì)電力線載波通信所采用的各種調(diào)制方式進(jìn)行了比較詳盡的理論分析和比較，其中重點(diǎn)介紹了擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，闡述了擴(kuò)頻通信技術(shù)的基本原理，討論了擴(kuò)頻技術(shù)在電力線載波通信應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)、方式，確定了采用當(dāng)前比較先進(jìn)的擴(kuò)展頻譜載波(SSC)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)模件的設(shè)計(jì)。
在分析了擴(kuò)頻通信基本原理之后，著重研究了電力線載波通信模件具體的實(shí)施方案。這里選用符合CEBus標(biāo)準(zhǔn)的電力線載波通信芯片組SSC P300和P111 PL完成了電力線載波通信模件的設(shè)計(jì)。為了分析電路的原理，在給出實(shí)際設(shè)計(jì)之前，概括介紹了SSC P300芯片和Chirps調(diào)頻原理。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了SSC P300與電力線接口模塊及其與單片機(jī)和PC機(jī)接口模塊的硬件電路原理圖和印刷電路板圖，詳細(xì)介紹了電路各部分的硬件設(shè)計(jì)，分析了電路的性能。并初步進(jìn)行了電力線載波通信模件軟件部分的設(shè)計(jì)，目前完成了基本模塊軟件流程圖的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：電力線載波通信；P300；擴(kuò)頻通信；線性調(diào)頻



目錄

前 言 1
第1章 緒論 2
第1.1節(jié) 電力線載波通信技術(shù)概述 2
第1.2節(jié) 電力線載波通信的發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.2.1國(guó)外電力線載波通信發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.2.2國(guó)內(nèi)電力線載波通信發(fā)展現(xiàn)狀 5
第1.3節(jié) 電力線載波通信的主要通信標(biāo)準(zhǔn) 6
1.3.1 X-10技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 7
1.3.2 IonWorks技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 7
1.3.3 CEBus(Consumer Electronics Bus)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 7
第1.4節(jié) 低壓電力線的特性 9
1.4.1 低壓電力線的阻抗特性 10
1.4.2 低壓電力線的傳輸衰減特性 11
1.4.3 低壓電力線的干擾特性 12
第1.4節(jié) 電力線載波通信的應(yīng)用前景 12
第2章 電力線載波通信主要調(diào)制技術(shù) 14
第2.1節(jié) 窄帶調(diào)制技術(shù) 14
2.1.1振幅鍵控(ASK) 15
2.1.2頻移鍵控(FSK) 15
2.1.3相移鍵控(PSK) 15
第2.2節(jié) 擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù) 16
2.2.1擴(kuò)頻通信的工作原理 16
2.2.2擴(kuò)頻通信主要特征 16
2.2.3擴(kuò)頻通信的工作方式 17
2.2.4擴(kuò)頻通信的優(yōu)點(diǎn) 19
第2.3節(jié)正交頻分多址調(diào)制技術(shù) 20
第2.4節(jié) 各種調(diào)制方法的比較 22
2.4.1窄帶調(diào)制與擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)的比較 22
2.4.2 OFDM調(diào)制與擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)的比較 23
2.4.3 電力線載波通信方案的選定 25
第3章 電力線載波通信模塊的設(shè)計(jì) 26
第3.1節(jié)SSC P300 芯片簡(jiǎn)介 26
3.1.1 SSC P300典型CEBus電力線節(jié)點(diǎn)框圖 26
3.1.2 SSC P300的操作模式 27
3.1.3 SSC P300電力線接口 27
3.1.4 SSC P300與主處理器的接口 28
3.1.5 SSC P300的命令 29
3.1.6 SSC P300的數(shù)據(jù)形式 29
第3.2節(jié)SSC P300的CHIRPS調(diào)頻 30
3.2.1 Chirps波形的產(chǎn)生 30
3.2.2 Chirps信號(hào)的特征 31
3.2.3 Chirps波形的檢測(cè) 34
3.2.4 SSC P300的Chirps 36
3.2.5 SSC P300的調(diào)制 37
第3.3節(jié) 電力線載波通信模塊的硬件設(shè)計(jì) 41
3.3.1 P300電力線載波通信模塊的原理圖 41
3.3.2電力線耦合電路 44
3.3.3輸入無(wú)源濾波器的設(shè)計(jì)和帶寬分析 45
3.3.4輸入放大電路 48
3.3.5發(fā)送電路 50
第3.4節(jié) 電力線載波通信模塊接口電路的設(shè)計(jì) 52
3.4.1 AT89C51芯片介紹 52
3.4.2 SSC P300與微處理器的接口電路 54
3.4.3 單片機(jī)與PC機(jī)接口電路 54
3.4.4 單片機(jī)控制電路 55
第3.5節(jié) 電力線載波通信系統(tǒng)抗噪性能分析 57
3.5.1衡量抗干擾性能的幾個(gè)指標(biāo) 57
3.5.2抗廣義平穩(wěn)干擾和單頻正弦干擾能力的分析 58
第4章 電力線載波通信模塊的軟件設(shè)計(jì) 60
第4.1節(jié) 軟件簡(jiǎn)述 60
第4.2節(jié) 部分程序流程圖設(shè)計(jì) 61
4.2.1模擬SPI口的讀寫 61
4.2.2初始化 63
4.2.3串行中斷服務(wù)程序 64
第5章 電力線載波通信的應(yīng)用實(shí)例 65
第5.1節(jié) 應(yīng)用舉例 65
5.1.1 PLC系統(tǒng)應(yīng)用典型示例 65
5.1.2信息化智能小區(qū)系統(tǒng)中的低壓電力載波抄表系統(tǒng) 65
第5.2節(jié) 存在問題 66
結(jié) 論 67
參考文獻(xiàn) 69
致謝 71
附錄 72
附圖１　基于P300電力線載波通信模件電路原理圖 72
附圖２　P300電力線載波通信模件印刷電路板圖 73
附圖３　電力線載波通信模件接口電路原理圖及PCB圖 74


參考文獻(xiàn)
[1]何海波，周擁華，吳聽，張有兵，J.NGUIMBIS，程時(shí)杰．低壓電力線載波通信研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[J]．繼電器
[2]李林．電力線載波通信的現(xiàn)狀、特點(diǎn)和發(fā)展[J]．電力系統(tǒng)通信
[3]潘瑩玉．電力線載波通信的現(xiàn)狀分析[J]．電網(wǎng)技術(shù)