基于电力线载波的嵌入式协议转换器设计

摘要

目前电力通信网中存在光纤、电力线载波、微波等多种通信方式，在一个网络中有时涉及几种不同的通信方式，由于不同设备之间兼容的协议不一样，就需要对协议进行转换。 本文设计一种基于电力线载波的嵌入式协议转换器，该转换器可以实现101协议、CDT协议、Modbus协议之间的转换。由于载波组网采用的是主从方式，主机和从机处各需要一个协议转换器，从机部分主要完成RTU数据的采集、处理、上传，主机部分主要完成对从机的轮询，汇总数据上传，以及转发中心站的命令。具体设计分为硬件和软件两部分，硬件部分，采用了PHILLIPS公司的LPC2387作为主控制器，设计了相关的外围电路模块，有硬件看门狗模块、光电隔离模块和串口电平转换模块等，完成了原理图和PCB设计；软件部分，详细介绍了载波网络协议转换的流程，讨论了主机从机之间轮询机制的实现，具体主要是完成从机部分协议转换器软件的编写工作，包括对RTU数据的分类处理，以及对主机协议转换器的命令响应。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景

1.2研究的意义

1.3本文的工作

2协议转换器功能简介

2.1电力线载波通信

2.1.1电力线载波通信的发展与现状

2.1.2典型的电力线载波组网方式

2.1.3电力线载波通信的特点

2.1.4电力线载波通信与光纤通信比较

2.2电力系统常用通信协议简介

2.2.1 101协议

2.2.2 CDT协议

2.2.3 Modbus 协议

2.3协议转换功能

2.3.1协议转换的流程

2.3.2协议转换器的功能

3系统总体设计方案

3.1系统主要技术指标

3.2系统功能框图

4硬件电路设计

4.1硬件设计框架

4.2 LPC2387简介

4.2.1概述

4.2.2特性

4.2.3结构功能描述

4.3原理图模块电路设计

4.3.1看门狗复位模块

4.3.2光电隔离模块

4.3.3串口电平转换模块

4.4 PCB设计

4.4.1 PCB的设计原则

4.4.2系统PCB设计

4.5硬件电路设计心得与体会

5协议转换逻辑的软件设计

5.1 CDT协议转换的设计要求

5.1.1帧结构

5.1.2同步字

5.1.3控制字

5.1.4信息字

5.1.5 CRC校验

5.2主协议板和中心站通信

5.2.1主协议板到中心站平台

5.2.2中心站平台到主协议板

5.3主协议板和从协议板之间的通信

5.3.1轮询方式

5.3.2主协议板到从协议板

5.3.3从协议板到主协议板

5.4从协议板软件设计流程

5.4.1终端数据分类

5.4.2对主协议板命令响应

5.4.3数据处理

5.5工程中遇到的问题与解决方法

6结论

致 谢

参考文献

附 录