低压电力线载波通信技术在过程参数测控系统中的应用研究

发布时间：2017-03-29 06:08

  本文关键词：低压电力线载波通信技术在过程参数测控系统中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,计算机技术、电子信息技术和通信技术得到极大发展,低压电力载波通信成为目前学者们研究的重点领域。低压配电网作为现存最大、覆盖最广的信息传输网络,其优点包括无需重新布线、成本低、安装调试方便,并且拥有巨大的市场前景和竞争力。扩频通信技术和OFDM调制技术,这两种技术的出现使得低压电力载波通信的可靠性、传输速度得到了很大提高。本文受导师项目——《低压电力线载波通信在测控系统中的研究与应用》的支持,开展了过程参数测控系统的应用研究和设计。目前的过程工业生产测控领域还在广泛采用专用信号电缆铺设的传统测控系统,它存在成本高、维护难等问题,并限制了测控系统传感器所能覆盖的范围。为了解决这些问题,本设计将低压电力载波通信技术应用到过程参数测控系统中。样机系统由三块相同的以福星晓程PL3201芯片为核心的载波通信模块、采用LabVIEW设计的配套上位机软件、两块以AT89S52单片机为核心的数据采集报警控制模块和低压电力线构成。本样机系统的主要作用是采集工业现场的温湿度数据和烟雾、红外、雨滴报警信息。经实验室和工业现场调试,该过程参数测控样机系统的实时性、可靠性符合一般过程参数测控系统要求。最后,论文对全文做出了总结,描述了系统存在的不足和进一步工作,并总结本人在硕士研究生期间的工作和成果。
【关键词】：电力载波 扩频通信 过程参数 PL3201 LabVIEW
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273;TN913.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.1.1 课题研究背景8
• 1.1.2 课题研究意义8-9
• 1.2 课题国内外发展与现状9-11
• 1.2.1 过程控制国内外发展与现状9-10
• 1.2.2 低压电力线载波通信技术国内外发展与现状10-11
• 1.3 本文的主要研究内容及章节安排11-13
• 第2章 低压电力线载波通信研究13-29
• 2.1 低压电力线载波通信基本原理13-14
• 2.2 低压电力线信道特性分析14-17
• 2.2.1 电力线阻抗分析14-15
• 2.2.2 电力线衰减分析15-16
• 2.2.3 电力线干扰噪声分析16-17
• 2.3 常见电力线载波通信技术介绍17-23
• 2.3.1 窄带技术17-18
• 2.3.2 超窄带技术18-19
• 2.3.3 OFDM技术19-21
• 2.3.4 扩频通信技术21-23
• 2.4 国内外常用电力载波芯片介绍23-28
• 2.4.1 国外常用电力载波芯片介绍24-25
• 2.4.2 国内常用电力载波芯片介绍25-28
• 2.4.3 国内常用电力载波芯片特性简表28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 载波通信过程参数测控样机系统总体设计29-36
• 3.1 样机系统总体设计方案29-31
• 3.1.1 样机系统设计原则29
• 3.1.2 样机系统设计要求29-30
• 3.1.3 样机系统总体结构图30
• 3.1.4 样机系统工作原理30-31
• 3.2 主要元器件选型31-33
• 3.2.1 PL3201芯片介绍31-32
• 3.2.2 AT89S52芯片介绍32-33
• 3.3 软件开发平台及工具介绍33-35
• 3.3.1 KeilμVision4开发软件介绍33-34
• 3.3.2 PL3201芯片在线编程器ISP3100及配套上位机软件介绍34
• 3.3.3 LabVIEW上位机开发软件介绍34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第4章 载波通信过程参数测控样机系统硬件设计36-48
• 4.1 样机系统载波通信模块硬件电路实现36-42
• 4.1.1 载波通信模块核心PL3201主要外围电路37-39
• 4.1.2 载波通信模块通信电路39-42
• 4.2 样机系统数据采集报警控制模块硬件电路实现42-45
• 4.2.1 数据采集报警控制模块核心AT89S52主要外围电路42-43
• 4.2.2 数据采集报警控制模块传感器、执行器选择43-45
• 4.3 样机系统上位机硬件平台介绍45-46
• 4.4 样机系统载波通信模块PCB制作工具与硬件抗干扰措施46-47
• 4.4.1 载波通信模块PCB制作工具46
• 4.4.2 硬件抗干扰措施46-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第5章 载波通信过程参数测控样机系统软件实现48-60
• 5.1 样机系统软件编写总体思路48
• 5.2 样机系统载波通信模块软件编写和调试48-51
• 5.2.1 载波通信模块核心PL3201重要引脚和通信寄存器介绍49
• 5.2.2 载波通信模块核心PL3201载波通信收发程序及调用流程图49-51
• 5.3 样机系统整体通信过程51-54
• 5.3.1 上位机串口发送命令和接收数据过程51-53
• 5.3.2 数据采集报警控制模块串口接收命令和发送数据过程53-54
• 5.4 样机系统上位机具体设计54-58
• 5.4.1 样机系统上位机前面板介绍55-56
• 5.4.2 采集模块A温度情况上位机程序框图56-58
• 5.5 样机系统实时性和可靠性研究58-59
• 5.5.1 优化协调设计58-59
• 5.5.2 软件抗干扰措施59
• 5.6 本章小结59-60
• 第6章 实验室调试和工业现场调试60-62
• 第7章 总结与展望62-64
• 7.1 工作总结62
• 7.2 展望62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68
• 附录A 论文发表情况68-69
• 附录B 载波通信模块上板原理图69-70
• 附录C 载波通信模块下板原理图70-71

  本文关键词：低压电力线载波通信技术在过程参数测控系统中的应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：273815