低压电力线载波通信系统的实现及性能测试

摘要

电力线载波通信(PLC)由于具有不用布线、覆盖范围广、连接方便等优点而具有广阔的应用前景,但由于低压电力线是提供工频电能而非专门通信信道,信道环境恶劣,有必要对电力线载波通信系统的性能进行测试。论文分析了电力信道的传输特性,在阐述扩频通信抗干扰原理的基础上,采用专用调制解调芯片PL3105加之外围辅助电路,构造出低压电力线载波通信系统。具体实现上采用理论分析与实验测试相结合的方法。首先在理论分析基础上设计了各模块硬件电路,然后通过实验测试,对电路参数做细微调整,使其更好的模拟电力线通信环境。最后对整个系统的通信距离、误码率以及人为干扰对系统影响等进行了测试,得到了大量的实测数据。测试结果表明,所设计系统运行良好,测试数据为电力线载波通信相关产品的开发提供了依据和参考。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 选题的背景及意义

1.2 电力线载波通信的研究现状

1.2.1 国外发展现状

1.2.2 国内发展现状

1.2.3 电力线载波通信芯片的发展现状

1.3 本文的研究任务和内容

1.4 本章小结

2 低压电力线载波通信信道特性分析

2.1 输入阻抗特性分析

2.2 信号衰减特性分析

2.3 噪声干扰特性分析

2.4 本章小结

3 电力线载波扩频通信技术

3.1 扩频通信理论基础

3.2 扩频通信系统分类

3.3 直接序列扩频通信系统

3.3.1 系统组成及原理

3.3.2 扩频码序列的产生

3.3.3 扩频码序列的同步

3.4 本章小结

4 低压电力线载波通信系统硬件电路设计

4.1 电力线载波芯片选择

4.2 硬件电路构成

4.2.1 载波收发电路

4.2.2 耦合电路

4.2.3 串口通信电路

4.2.4 芯片及其外围辅助电路

4.2.5 电源电路

4.3 硬件抗干扰措施

4.4 本章小结

5 低压电力线载波通信系统软件设计

5.1 存储器配置

5.2 通信协议

5.3 系统软件总体设计

5.4 串口通信程序设计

5.5 载波通信程序设计

5.5.1 载波收发时序和特点

5.5.2 载波收发功能的配置

5.5.3 接收和发送的软件设计

5.6 本章小结

6 通信系统测试

6.1 载波信号波形测试

6.2 通讯可靠性测试

6.2.1 功能性测试

6.2.2 误码率的测试

6.2.3 通信距离的测试

6.2.4 人为干扰实验

6.3 系统性能分析

6.4 本章小结

7 结论

参考文献

附录 A 电力载波通信原理图

作者简历

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