基于软件调制解调的电力线载波抄表系统研究

论文摘要

低压电力线恶劣的传输环境使得载波抄表系统在应用中还面临着诸多难题,其中,载波通信和自动中继技术是制约其性能的两个重要因素。为了降低系统成本、提高通信可靠性、增强中继抄表功能,本文在探讨载波通信采用软件方式实现的设计方法后,提出了一套基于软件调制解调的载波抄表系统方案。同时,在载波中继抄表问题上,首次引入蚁群随机搜索机制,研究了一种电力线载波抄表自动路由算法。最后,通过计算机仿真和设计专门的上位机测试软件在实验室进行测试,验证了抄表功能和路由算法的有效性和可行性。本文在系统设计中,利用软件方式实现载波调制解调并首次引入了基于蚁群算法的自动路由搜索方法,为载波抄表技术领域的研究提供了一种颇有参考价值的新思路,具有一定的创新意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景和意义
• 1.2 国内外的研究现状及存在的问题
• 1.3 论文研究的目的
• 1.4 论文的主要工作
• 第二章 载波信道特性分析与通信方式的选择
• 2.1 低压电力线信道模型
• 2.2 电力线通信信道特性分析
• 2.2.1 衰减特性
• 2.2.2 干扰特性
• 2.2.3 输入阻抗特性
• 2.3 电力线载波调制技术分析
• 2.3.1 窄带调制技术
• 2.3.2 扩频通信技术
• 2.3.3 OFDM 调制技术
• 2.4 本文抄表系统载波通信方式的选择
• 2.5 本章小结
• 第三章 载波通信软件调制解调的实现与研究
• 3.1 软件调制解调
• 3.1.1 软件无线电思想
• 3.1.2 软件调制解调的特点
• 3.2 载波通信软件调制解调的实现
• 3.2.1 扩频通信基本原理
• 3.2.2 扩频通信系统软件调制解调模型
• 3.2.3 载波通信模块的设计
• 3.3 载波通信软件调制解调方式的研究
• 3.3.1 软件调制解调设计方式的优势分析
• 3.3.2 信号幅度参数的估计
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于软件调制解调的载波抄表系统设计
• 4.1 系统总体框架
• 4.1.1 系统结构
• 4.1.2 系统组成及功能
• 4.2 载波抄表系统模块设计
• 4.2.1 集中器设计
• 4.2.2 采集终端设计
• 4.3 系统通信协议
• 4.3.1 上层通信协议
• 4.3.2 载波通信协议
• 4.3.3 中继协议
• 4.4 本章小结
• 第五章 载波抄表系统自动路由算法研究
• 5.1 自动路由算法研究的必要性
• 5.2 蚁群算法概述
• 5.2.1 蚁群算法基本原理
• 5.2.2 蚁群算法应用
• 5.3 自动路由算法研究
• 5.3.1 路由表的建立和更新
• 5.3.2 算法实现
• 5.4 算法仿真
• 5.5 本章小结
• 第六章 实验与测试
• 6.1 信道仿真分析
• 6.2 试验与测试
• 6.2.1 上位机测试软件
• 6.2.2 抄表测试
• 6.2.3 自动路由算法测试
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况