电力线通信测试系统设计与实现.docVIP

摘要 电力线载波通信是一种利用现有电力线网络传输信息的通信方式。利用电力线实现数据通信对电力自动化和公共通信具有重要的现实意义。随着电力载波技术的发展，电力线载波通信的优势越来越明显。 由于电力线载波信道的传输特性，如时变，衰减大，干扰和噪声复杂等，必须仔细选择性能良好的合适的调制解调方式，通信协议和外围接口电路，以实现可靠的传输。电力线上的数据通信受到严重干扰。本文基于大量的电力线通道实测数据，在实验室中建立了电力线通信仿真测试系统。 本文设计了一种基于MICROPROCESSOR LPC2214和FSK载波芯片的电力线通信测试系统。在衰减和噪声不同的情况下，对收发系统的滤波器，放大，解调等电路性能进行了全面测试，并提出了一些改进建议。中压电力线通信的现场测试表明，该系统可以全面，全面地模拟现场实际情况，可以为通信系统的设计和改进提供有力的指导。。 关键词： 电力线通信；LPC2214；FSK； 1绪论 1.1课题背景 电力线载波（PLC）通信是一种特殊的通信模式，它将现有的电力线网络用作信息传输介质，以通过载波模式高速传输模拟或数字信号。最大的特点是不需要重建通讯网络，充分利用了全国原有的电力线，大大节省了人力和物力，是一种高效，经济的数据通讯方式。电力线载波通信基于微电子技术，该技术将计算机网络和载波技术有机地结合在一起。该系统涉及软硬件的可靠性，数据流的安排，噪声处理，抗干扰，容错技术，通信质量等许多方面[1]。电力线载波通信是一种利用现有电力线网络传输信息的通信方式。利用电力线实现数据通信对电力自动化和公共通信具有重要的现实意义。随着电力载波技术的发展，电力线载波通信的优势越来越明显。由于电力线载波信道的传输特性，如时变，衰减大，干扰和噪声复杂等，必须仔细选择性能良好的合适的调制解调方式，通信协议和外围接口电路，以实现可靠的传输。电力线上的数据通信受到严重干扰。本文基于大量的电力线通道实测数据，在实验室中建立了电力线通信仿真测试系统。 然而，由于高噪声，高衰减和大信号失真的特性，电力线通信的性能在不同的建筑物，不同的应用场合和不同的时间段中有很大的不同。即使在同一地点，一天中的不同时间，交流效果也不同。因此，为了可靠地实现电力线载波通信，有必要充分有效地研究电力线的通信特性。本文设计的电力线通信测试系统通过研究电力线通信的噪声和衰减特性来研究电力线通信的特性，同时选择与其匹配的外围模拟电路，以提高质量。电力载波通信的实现，实现高速PLC通信。 1.2电力线载波通信技术 1.2.1电力线载波通信技术发展 由于电力线载波通信可以将世界范围内的电力线用作通信传输介质，因此其具有研发成本低，易于维护，可以大大降低通信成本的优点，因此近年来发展迅速。随着国内外对调制解调器和载波芯片的不断改进，电力线载波技术已在各个方面得到越来越广泛的应用。电力线载波通信的应用已从原来的简单电力调度逐步扩展到小型水电控制，配电自动化，楼宇自动化，图像传输，系统监控，远程抄表，继电保护，数据采集等更高层次的应用方面。电力线通信的电压应用类别也从原来的单一高压逐渐扩展到中压和低压。 随着10KV通信线路需求的增长，我国已经出现了多种载波通信设备。目前，窄带调制设备是中国10KV电力线数据通信设备中使用最广泛的设备。为了更好地了解中压载波的信道状况及其信号可能对高压载波信号产生的干扰，近年来，国内专家对10kV电源的信道噪声和衰减传输模型进行了研究。线，但目前仍处于研究阶段，暂时尚未获得实际结果。 中压电力线载波通信技术是指应用于10kV电压等级的电力线载波通信技术。由于其通信信道的特点，如噪声高，阻抗衰减复杂等，其载波通信条件相对较差，主要传输配电网的自动信息和大用户的抄表信息。 1.2.2窄带调制解调技术 1）FSK频移键控 FSK（频移键控）是信息传输中较早使用的一种调制方法。它的主要优点是：易于实施，具有良好的抗噪和抗衰减性能。它已广泛用于中低速数据传输。 FSK频移键控通过用两个不同的载波表示二进制数据的两个状态来执行数据调制。它属于非线性调制。同时，在FSK调制中，无论调制信号如何变化，载波幅度都是恒定的，因此它也是一种恒定的包络调制。它可以使用更高功率的C类放大器，而不会增加发送信号所占用的频谱。另外，FSK调制具有低带外辐射和相对简单的接收设计。但是，它比线性调制[6]占用更多带宽。 2）PSK相移键控 PSK相移键控也是一种线性调制技术，是通过载波相位由基带脉冲来改变一种数字调制方式，在信号调制和边缘化光盘再生方面存在问题，特别是在相位突变发生时，由于包络不是恒定的，因此可能会出现频带受限的信道扩展后的信号频谱。 3）ASK幅移键控 ASK幅移键控调制技术是数字调制中最早，最简单的技术。发射信号的幅度随数字信号的调制而变化，属于线