基于DSP中压电力线载波通信的硬件设计与实现

发布时间：2017-05-19 19:17

  本文关键词：基于DSP中压电力线载波通信的硬件设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济和科技的快速发展,用电范围不断的扩展延伸,很多发电企业也将发出的电能进行统一并网,使得由电力线构成的网络也越来越复杂。作为世界上最大的网络,电网的主要功能是输送电能到用户侧,但是近些年来,随着信息技术的飞速发展,多种传输信息的介质得到了应用,因此,电力线这个庞大的天然网络资源也成为人们实现数据通讯的手段。利用电网作为通信方式,具有投资少见效快,并且能与电网建设同步等诸多优点。但是在这样巨大的优势背景下,利用电力线进行通信,存在强大的噪声干扰和频带上的限制等很多不利因素,为了能够实现电力线系统中稳定可靠的数据通信,本文对相关的硬件系统做了细致的研究。本文首先简单介绍了电力线载波通信(Power Line Carrier Communication,简称PLC)技术的背景和研究意义,以及其国内外的研究现状;随后给出了中压电力线载波通信系统硬件设计的整体方案,并对给出的方案进行了详细的论证,确定了所使用的各个芯片的型号;然后根据整体设计方案,通过对每个芯片的功能进行分析,确定了其操作方式和所需的外围电路,以及外围电路中元器件的值的大小,随后对每个模块进行了详细的电路设计,包括DSP模块、AFE031模块以及耦合电路和通信接口电路等,完成了中压电力线载波通信的硬件设计并实现了测试电路板;随后测试了电路并对设计出的发射和接收电路进行了仿真,最后对本文所做的工作进行了总结,分析了本文研究的不足之处,给出了后续可研究的方向。
【关键词】：电力线载波通信 耦合 DSP AFE031
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN913.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 选题背景及研究意义10-11
• 1.2 国内外电力线载波通信研究现状11-13
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 论文的主要内容13-14
• 第2章 电力线载波通信系统主要技术14-19
• 2.1 电力线载波通信系统构成与使用的主要技术14-17
• 2.1.1 耦合装置与耦合方式15-16
• 2.1.2 PLC与正交频分复用（OFDM）技术16-17
• 2.2 电力线载波通信特性17-18
• 2.2.1 传输特性17
• 2.2.2 安全性17-18
• 2.2.3 PLC电磁兼容问题18
• 2.2.4 频率问题18
• 2.3 本章小结18-19
• 第3章 硬件电路设计和实现19-42
• 3.1 整体设计19
• 3.2 主要功能芯片选型19-22
• 3.2.1 DSP芯片选型19-21
• 3.2.2 网络通信芯片选型21
• 3.2.3 放大滤波模块选型21-22
• 3.3 系统参数22
• 3.4 电源电路设计22-24
• 3.5 DSP芯片模块设计24-28
• 3.5.1 调试接口25-26
• 3.5.2 模数转换器26-27
• 3.5.3 通用输入/输出27-28
• 3.5.4 时钟电路28
• 3.6 AFE031模块配置28-31
• 3.6.1 功率放大模块28-29
• 3.6.2 发射模块29-30
• 3.6.3 接收模块30-31
• 3.6.4 电源引脚31
• 3.7 串口和网口电路设计31-35
• 3.7.1 串口简介31-33
• 3.7.2 网络接口设计33-35
• 3.8 发射、接收电路35
• 3.9 滤波电路35-36
• 3.10 电力线耦合电路36-39
• 3.10.1 AFE031到交流电力线的接口37
• 3.10.2 低压电容37
• 3.10.3 高压电容37-38
• 3.10.4 电感38
• 3.10.5 电力线耦合变压器38-39
• 3.11 保护电路39-40
• 3.11.1 瞬态电压抑制二极管39-40
• 3.12 电磁干扰/电磁兼容解决方案40
• 3.13 本章小结40-42
• 第4章 硬件电路调试和实现42-50
• 4.1 软件开发环境42-44
• 4.1.1 Protel 99SE42-43
• 4.1.2 CCS开发环境43-44
• 4.2 调试工具44-46
• 4.2.1 LT-XDS100仿真器44
• 4.2.2 串口调试44-45
• 4.2.3 网口调试45-46
• 4.3 仿真工具46-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第5章 总结与展望50-52
• 5.1 总结50-51
• 5.1.1 收获与体会50-51
• 5.1.2 本文完成工作51
• 5.2 展望51-52
• 参考文献52-55
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况55-56
• 致谢56

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王奎甫,孙巍,许新国,余涛;电力线载波通信的现状及发展方向的几点看法[J];继电器;2000年01期

2 张智勇,周国正;电力线载波通信数字化进程及标准[J];电力系统通信;2001年05期

3 邱小宁;浅谈电力线载波通信现状与发展趋势[J];广西电力技术;2001年04期

4 汤效军;;“十一五”期间电力线载波通信的发展对策[J];电力系统通信;2006年10期

5 吴发旺;王茜;何岩;李云;;电力线载波通信传输质量评价及其研究方法[J];电子质量;2007年07期

6 岳晓瑞;陈继华;;我国电力线载波通信的现状与发展[J];通信电源技术;2008年01期

7 郑晓锋;林海波;;电力线载波通信[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年06期

8 王振朝;郭伟东;王伊瑾;;基于电力线载波通信技术的抄表通信模块设计[J];电测与仪表;2009年03期

9 尹建丰;胡生;柯熙政;;基于三态调制的电力线载波通信的研究[J];自动化与仪器仪表;2009年06期

10 ;“新一代智能电力线载波通信关键技术研究”全面启动[J];山东电力高等专科学校学报;2012年03期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 黄兴鑫;薛云红;;一种基于电力线载波通信的数字宿舍系统方案[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集（下）[C];2006年

2 石庆兰;王库;;农村信息进村后的入户解决方案[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年

3 郭珊;;基于TCM调制方式的电力线载波通信技术研究[A];2013年7月建筑科技与管理学术交流会论文集[C];2013年

4 刘旭东;王巍;;基于电力线载波通信的LED路灯能源监控网研究[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011年

5 刘洋;;基于OFDM频谱感知在电力线载波通信中的应用[A];科技创新与产业发展（A卷）——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年

6 李永锋;王亮;赵芹;王淑金;;电力线载波通信技术在路灯照明管理中的应用[A];天津市电视技术研究会2013年年会论文集[C];2013年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 本报记者 张怡　康书伟;全年业绩大幅预增[N];中国证券报;2011年

2 鄢新华;自动抄表带动电力线载波通信芯片市场[N];中国电子报;2004年

3 赵艳秋　刘恒 汪光森 王乘（本报记者 赵艳秋）;OFDM电力载波芯片陆续面市 应用效果决定前景[N];中国电子报;2009年

4 本报记者 康书伟;东软载波去年净利翻番[N];中国证券报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 陈文芗;汽车电力线载波通信信道特性研究[D];厦门大学;2005年

2 戚佳金;低压配电网电力线载波通信动态组网方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张永;基于DSP中压电力线载波通信的硬件设计与实现[D];华北电力大学;2015年

2 葛宝来;基于DSP中压电力线载波通信的软件设计与实现[D];华北电力大学;2015年

3 王子敬;基于接触网的电力线载波通信的研究[D];西南交通大学;2010年

4 傅永耀;电力线载波通信的研究与实现[D];西安科技大学;2006年

5 董美荣;基于电力线载波通信的机车控制信号传输系统的研究[D];西南交通大学;2008年

6 李佰战;基于电力线载波通信的排队系统[D];大连理工大学;2005年

7 梁丰;电力线载波通信模块硬件设计[D];电子科技大学;2006年

8 宋晓华;基于电力线载波通信遥测遥控系统研究[D];河北工业大学;2011年

9 詹志飞;中高压电力线载波通信的相关研究[D];复旦大学;2012年

10 岳斌;基于电力线载波通信技术的照明控制系统开发[D];山东师范大学;2014年

  本文关键词：基于DSP中压电力线载波通信的硬件设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：379601