基于電力線載波通信的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、電力線載波通信(Power line carrier communications，PLC)是利用電力線作為介質(zhì)傳輸信號(hào)的一種新通信技術(shù)，它充分利用了現(xiàn)有的電力網(wǎng)絡(luò)資源，在不影響電力線路傳輸電能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻等多媒體傳輸。PLC具有不需要重新布線、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度快和投資少的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)傳輸速度高于現(xiàn)有無(wú)線技術(shù)的通信。而且由于電力線網(wǎng)絡(luò)分布廣泛，PLC數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)和寬帶接入具有其他技術(shù)難以比擬的優(yōu)勢(shì)。
　　

2、然而，電力線是為電能輸送設(shè)計(jì)的，PLC需要克服電力線信道的惡劣環(huán)境。因此，本文從電力線信道的輸入阻抗特性、信道衰落特性、噪聲特性和時(shí)變特性等幾個(gè)方面進(jìn)行了分析討論。電力線信道的輸入阻抗總體上隨頻率增加而增加，在某些頻率上有劇烈波動(dòng)；電力線上信道衰落正比于通信距離和通信速率，會(huì)出現(xiàn)頻率選擇性衰落；信道噪聲來(lái)源復(fù)雜，包括有色噪聲、窄帶噪聲、周期噪聲和隨機(jī)噪聲等；因不同時(shí)間電力線上的用電設(shè)備不同，電力線的噪聲及其他參量具有時(shí)變性。在PLC中采

3、用了各種不同的調(diào)制技術(shù)(FSK、擴(kuò)頻通信和OFDM)來(lái)克服這些不利因素，本文對(duì)它們的工作原理和特點(diǎn)進(jìn)行了探討。論文主要工作如下：
　　 (1)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于PLC芯片ST7538低壓窄帶數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。包括電力線載波自動(dòng)抄表系統(tǒng)和PLC公共照明等用電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。
　　 (2)設(shè)計(jì)了樹(shù)形結(jié)構(gòu)的三相電力線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)中繼實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，克服了PLC傳輸距離相對(duì)短的問(wèn)題?？紤]電力線信道特點(diǎn)，通信采用應(yīng)答方式和超時(shí)重發(fā)機(jī)

4、制，根據(jù)信道的時(shí)變特性完成數(shù)據(jù)通信。
　　 (3)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了具有串行通信接口的基于ST7538的PLC模塊，制定了用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ艆f(xié)議，具備中繼傳輸功能，可擴(kuò)展性、通用性好。
　　 (4)在自動(dòng)抄表系統(tǒng)中，對(duì)數(shù)據(jù)終端站的硬件設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、查詢和讀取的軟件設(shè)計(jì)、以及數(shù)據(jù)通信協(xié)議的軟件實(shí)現(xiàn)方法等幾個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)介紹。在公共照明設(shè)備自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中，對(duì)控制終端的硬件設(shè)計(jì)及其工作原理進(jìn)行了分析說(shuō)明，并對(duì)軟件編程方法進(jìn)