扩频通信技术在煤矿安全监测中的应用研究

论文摘要

在充分考虑电力线扩频载波通信具有方便、经济、抗干扰能力强等优点的基础上,将电力线扩频载波通信应用在煤矿安全监控中。目前电力线扩频载波通信在井下复杂电网环境中的应用研究还是一个空白。本文在这个背景下进行了研究。本文的第一部分简要介绍了电力线通信的国内外发展现状,接着通过比较几种基于不同通信方式的监控方案,择优选择采用电力线扩频通信的方案。第二部分则详细介绍了电力线扩频通信基本原理和调制解调原理。第三部分选择PL3105芯片为扩频通信的核心,重点设计了基于电力线直扩二进制相移键控的分站。第四部分利用System View对电力线直扩系统和系统的抗干扰进行了仿真。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及研究现状
• 1.1.1 课题背景
• 1.1.2 本课题研究对象的国内外发展状况
• 1.1.3 煤矿安全监测各种方案比较
• 1.2 本文的选题意义和研究内容
• 1.2.1 选题意义
• 1.2.2 本文的研究内容
• 1.3 本章小结
• 2 扩频通信的原理及其实现方法
• 2.1 扩频通信的定义
• 2.2 扩频通信的基本原理
• 2.2.1 扩频通信的工作原理
• 2.2.2 扩频通信的工作方式
• 2.2.3 扩频通信的特点
• 2.3 直接序列扩频系统及其相移键控的实现
• 2.3.1 直接序列扩频系统（DSSS）
• 2.3.2 直序二进制移相键控（DS/BPSK）调制模型
• 2.4 直接序列扩频系统的捕获与跟踪
• 2.4.1 直接序列扩频系统的捕获
• 2.4.2 直接序列扩频系统的跟踪
• 2.5 电力线信道特点
• 2.6 本章小结
• 3 系统的硬件设计
• 3.1 硬件总体结构
• 3.2 分站硬件设计
• 3.2.1 扩频载波电路设计
• 3.2.2 外围电路
• 3.3 数据集中器设计
• 3.4 本章小结
• 4 系统软件设计
• 4.1 分站软件设计
• 4.1.1 载波通信软件设计
• 4.1.2 RS-485 数据采集设计
• 4.1.3 分站实时时钟设计
• 4.2 数据集中器软件设计
• 4.3 本章小结
• 5 扩频部分及抗干扰仿真
• 5.1 SYSTEM VIEW 简介
• 5.2 电力线直序列扩频模型的仿真及结果分析
• 5.2.1 M 序列的产生
• 5.2.2 直序列扩频通信仿真验证
• 5.3 抗干扰分析
• 5.3.1 高斯白噪声干扰
• 5.3.2 频率脉冲干扰
• 5.4 本章小结
• 6 结论
• 攻读学位期间已发表的学术论文及科研成果
• 致谢
• 附图A 扩频功率放大电路原理图
• 附图B 直扩监控分站原理图
• 附图C 直扩监控分站 PCB 图
• 参考文献