基于电力线载波的供暖温控系统设计与研究

发布时间：2017-04-20 02:10

  本文关键词：基于电力线载波的供暖温控系统设计与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着电子技术的飞速发展,传统的供暖温控系统已经无法满足当今社会人们对供暖温控器各项功能需求,因此,开发一款高性能供暖温控器显得至关重要。针对这种情况,本文将电力载波技术、单片机技术、传感技术和控制技术相结合,成功开发了基于电力载波的供暖温控系统。供暖终端设备对家庭环境进行实时监控,由电力载波将相关数据实时上传,上位机对相关数据进行统计。当上位机系统需要对区域温度进行调控时,上位机可以通过电力载波对终端设备进行远程控制,从而实现区域温度平衡。本文依据整个城市供暖系统布局情况,结合供暖公司对供暖温控终端设备相关要求,设计了基于电力载波的供暖温控系统,并提出了相应的设计要求和性能指标。系统选用北京福星晓程公司开发的PL3106作为电力载波通信芯片,硬件电路主要包括温度采集模块、电力载波通信模块、电源模块、按键模块和显示模块。为提高电力载波供暖温控系统硬件抗干扰能力,还阐述了硬件抗干扰设计原则。在软件编写方面,系统自行构建了一个多任务实时的软件系统整体框架,软件系统采用模块化编程设计思路,系统通过各个模块运行标志来执行相应的模块程序。软件系统中主要包含电力载波收发模块、A/D采样模块、控制模块、液晶显示模块、按键处理模块和看门狗模块等。功能模块分工明确,各模块通过定时功能对各个功能模块进行合理调度处理,有效地提高了系统程序的运行效率。最后,对供暖温控终端系统硬件电路、软件程序和抗干扰方面进行测试。实验结果表明,本系统设计的电力载波供暖温控系统各项功能指标均达到供暖公司相关要求。
【关键词】：PL3106 电力线载波 供暖 温控器
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU832;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题研究的背景和意义10-11
• 1.2 国内外供暖温控器研究现状11-12
• 1.2.1 国外研究现状11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.3 本文的主要工作12-14
• 第二章 电力载波供暖系统的整体设计14-19
• 2.1 电力载波供暖系统的技术指标及分析14
• 2.2 供暖温控系统组成14-16
• 2.2.1 上位机系统15
• 2.2.2 电力载波集中器15
• 2.2.3 供暖温控器15-16
• 2.3 系统通信方式16-17
• 2.3.1 GPRS无线通信16
• 2.3.2 电力线载波通信16-17
• 2.4 电力载波供暖温控系统功能及原理17-18
• 2.5 本章小结18-19
• 第三章 电力线载波通信分析19-23
• 3.1 电力载波传输特性19-20
• 3.1.1 衰减特性19
• 3.1.2 干扰噪声19
• 3.1.3 阻抗特性19-20
• 3.1.4 时变特性20
• 3.2 电力载波线调制方式20-21
• 3.2.1 窄带通信方式20
• 3.2.2 扩频通信方式20-21
• 3.3 电力线载波中继路由算法21-22
• 3.3.1 人工中继方式21
• 3.3.2 路由中继方式21-22
• 3.4 本章小结22-23
• 第四章 供暖温控系统的硬件设计23-40
• 4.1 电力载波传输特性23-24
• 4.2 PL3106的芯片配置及应用结构24-28
• 4.2.1 PL3106特性与内部结构24-25
• 4.2.2 PL3106的芯片配置25-26
• 4.2.3 PL3106的载波收发时序26-27
• 4.2.4 PL3106的同步27-28
• 4.3 电力载波模块设计28-30
• 4.3.1 电力载波发射电路28-29
• 4.3.2 电力载波接收耦合电路29-30
• 4.3.3 电力载波接收耦合线圈规格30
• 4.4 电源模块设计30-32
• 4.4.1 开关电源电路设计30-32
• 4.4.2 稳压电源电路设计32
• 4.5 A/D采样电路模块设计32-33
• 4.6 LCD驱动设计33-34
• 4.6.1 LCD驱动原理33-34
• 4.6.2 LCD驱动电路34
• 4.7 按键处理模块设计34-35
• 4.8 掉电保护电路模块设计35-37
• 4.9 硬件抗干扰设计37-39
• 4.9.1 电力载波电路布局38
• 4.9.2 PCB板合理布局38-39
• 4.10 本章小结39-40
• 第五章 电力载波供暖温控系统软件设计40-52
• 5.1 KEIL集成开发环境40-41
• 5.2 软件总体框架设计41-43
• 5.3 功能模块软件设计43-46
• 5.3.1 系统初始化模块43
• 5.3.2 A/D采样处理模块43-44
• 5.3.3 电容按键处理模块44-45
• 5.3.4 LCD显示模块45-46
• 5.4 电力载波收发模块46-49
• 5.4.1 PL3106电力载波通信原理46-47
• 5.4.2 电力载波发送模块47-48
• 5.4.3 电力载波接收模块48-49
• 5.5 软件抗干扰设计49-51
• 5.5.1“看门狗”技术49-50
• 5.5.2 数字滤波50-51
• 5.6 本章小结51-52
• 第六章 系统调试52-58
• 6.1 硬件调试52-56
• 6.2 软件调试56-58
• 第七章 结论与展望58-60
• 7.1 结论58
• 7.2 展望58-60
• 参考文献60-63
• 致谢63-64
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文64

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