基于电力线载波的多媒体传输系统设计与实现

论文摘要

电力线载波通信受到越来越多人的关注,其具有低成本、高覆盖、不用重新布线等特点,是信息传输网络介质的理想选择。电力线载波技术的应用已经大范围的展开,但现有的应用大多在开关量控制、自动抄表、智能家居等低速率和信息承载量较小的场合。随着数字化技术的飞速发展,使得通过数字处理的手段能够实现传输网络速率的提升和信息量的扩充,本文结合以往的应用经验,在使用电力线载波芯片P300的同时,结合数字化图像压缩技术设计了基于P300和JPEG300的电力线载波图像传输系统。首先,本文在绪论部分分析比较了当前几种常见的传输介质的优缺点,进而得出本文选择低压电力线作为传输介质的理由,体现出本课题的意义所在。其次,本文在第二章概括和总结了课题涉及到的两项关键技术：电力线载波通信技术和JPEG图像压缩技术。其中,对电力线传输中的干扰性、衰减性等技术难题做出了定性的分析,进而针对性的介绍了扩频通信技术,以解决电力线载波中遇到的障碍；对图像压缩的工作原理进行了学习和研究,总结了图像压缩芯片的技术特点,介绍了芯片的性能参数,说明了芯片在系统模块中的功能任务。然后,本文在第三章提出了系统模型的分析和设计,给出了整个系统的网络布置图,将电力线载波图像传输系统分为发送机和接收机两个模块,并将每个模块划分为若干个小的功能模块,以信息流的走向为依据,对每个模块中的各个功能单元进行的介绍,为后续的系统软、硬件实现过程提供了依据。接着,本文用第四、第五两个章节完成了整个系统的硬件和软件设计在硬件设计中,选择了SCCP300作为实现本装置的专用芯片,对所选的电力线载波芯片和图像压缩芯片做以详细的介绍。进而用所选芯片完成了采集端和发送端两种实验装置,并根据电力线载波通信的特点,专门设计了信号放大电路、滤波电路和电力接口。以上硬件设计作者都给出了结构图和硬件原理图。在软件设计中,对软件部分要实现的功能做了整体上的规划,将整个任务划分为多个任务模块,包括电力线载波芯片读写程序、单片机控制程序(接收和发送两部分)、图像采集和显示程序。并对软件功能进行了测试,对接收到的图像质量进行了测试。最后,本文在第六、七章对系统进行了测试和总结。其中,测试部分将系统置于不同电力网负载和不同传输距离的环境中,对经电力线传输得到的图像进行对比,最后得出本系统的可靠性条件。最后,总结了系统存在的不足和展望了系统的发展趋势。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 图像（视频）传输方式的分析与比较
• 1.2 电力线传输的优势
• 1.3 论文的研究内容和结构安排
• 1.4 课题的研究重点和难点
• 第二章 电力线载波通信与图像压缩技术
• 2.1 电力线通信技术特点
• 2.2 扩频通信原理介绍
• 2.2.1 扩频通信的理论基础
• 2.2.2 扩频通信的工作模式
• 2.3 JPEG图像压缩技术
• 2.4 本章小结
• 第三章 系统的设计思路与工作流程
• 3.1 系统模型的建立
• 3.2 图像采集发送过程描述
• 3.3 图像接收处理过程描述
• 3.4 本章小结
• 第四章 硬件
• 4.1 芯片选型
• 4.2 芯片介绍
• 4.2.1 P300电力载波芯片
• 4.2.2 JPEG300芯片简介
• 4.3 发送采集模块设计思路
• 4.3.1 图像采集与压缩处理部分
• 4.3.2 电力线载波模块的硬件实现
• 4.4 接收机显示模块设计思路
• 4.5 本章小结
• 第五章 软件
• 5.1 P300的读写控制分析
• 5.1.1 P300的命令控制
• 5.1.2 p300数据结构分析
• 5.2 89C51在采集模块中的程序
• 5.3 发送机Pc机的接收一转发程序设计
• 5.3.1 程序界面
• 5.3.2 PC机图像采集程序设计
• 5.3.3 PC机电力线发送程序设计
• 5.4 发送机电力载波模块的单片机程序设计
• 5.5 接收机电力载波的单片机程序设计
• 5.6 Pc机的接收显示程序设计
• 5.7 小结
• 第六章 实验与分析
• 6.1 系统测试环境
• 6.2 测试过程
• 6.3 实验结果分析
• 6.4 小结
• 第七章 总结和展望
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录