基于电力线载波通信遥测遥控系统研究

论文摘要

电力线通信(Power Line Communication),简称PLC,就是利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。它是建立在电力配电网基础上,实现了电力线通信网络内部各节点之间以及与其他通信网络之间的通信,电力线通信具有不需重新布线,成本低廉等优点,是一种具有重要应用意义的通信方式。系统设计了多目标的遥测遥控的电力线载波通信系统,主要由主站管理中心、电力线载波通信传输单元和数据采集终端三大部分组成。课题重点研究了电力线载波通信技术,该系统的研究内容是建立在通信信道研究的基础上,重点分析了低压电力线信道的特点,主要包括传输线干扰特性、信道噪声和信道衰减等特征。在深入研究扩频通信和OFDM调制解调技术基础上,以电力远程抄表系统为背景,提出一种适合于低压电力线载波通信方案,选用专用芯片PL3106设计出功率放大电路、接收发送电路、滤波耦合电路等。在硬件设计的基础上,完成了载波通信软件及通信协议设计,另外提出了采用前向纠错技术和自动请求重传机制相结合的差错处理方法,有效地解决了干扰带来的误码问题;通过System View通信仿真软件对信道编码交织码进行仿真来解决电力线信道突发干扰,以提高信息传输的可靠性和有效性。最后,主站管理系统实现了维护管理、数据接收与存储、系统报警、设备控制等功能,最终完成基于电力线载波通信遥测遥控系统的研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 课题背景及意义
• §1-2 电力线载波通信国内外发展现状
• §1-3 课题重点研究内容
• 第二章 电力线载波通信系统特性研究
• §2-1 通信背景
• §2-2 电力线传输信道特性
• 2-2-1 信道特性分析
• 2-2-2 信道建模
• §2-3 干扰噪声特性
• 2-3-1 干扰噪声
• 2-3-2 电力线阻抗
• 2-3-3 信号衰减
• §2-4 电力线通信系统中的电磁兼容性
• §2-5 本章小结
• 第三章 电力线载波通信的相关技术
• §3-1 常用的通信技术
• §3-2 正交频分复用
• 3-2-1 OFDM 调制原理
• 3-2-2 OFDM 系统的实现
• §3-3 扩频通信
• 3-3-1 扩频通信原理
• 3-3-2 扩频系统的伪随机序列
• 3-3-3 直扩频系统的同步
• §3-4 本章小结
• 第四章 电力线载波通信系统软硬件设计
• §4-1 系统总体设计
• §4-2 硬件电路设计
• §4-2-1 全电子式载波电能表方案设计
• §4-2-2 脉冲采集控制终端设计
• §4-2-3 电力线载波通信硬件设计
• §4-2-4 电源电路
• §4-3 软件程序设计
• 4-3-1 主程序设计
• 4-3-2 载波通信软件设计
• 4-3-3 接收和发送软件设计
• §4-4 通信协议的设计
• 4-4-1 ISO/OSI 体系结构
• 4-4-2 低压电力线载波通信抄表通信协议设计
• §4-5 差错处理
• 4-5-1 概述
• 4-5-2 前向纠错编码
• 4-5-3 交织
• 4-5-4 自动重传请求机制
• §4-6 本章小结
• 第五章 主站管理中心系统设计
• §5-1 管理软件简介
• §5-2 主站管理软件设计
• §5-3 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果