【正文】 tions and characteristics of the whole system together with its every ponent had been analyzed. Because high attenuation， high noise and high distortion exist in the lowvoltage power lines of our country ,special munication technology must be adopted. First of all, the transmission characteristic when highfrequency signal was transmitted through power lines was analyzed. Secondly, the application of spread spectrum munication technology to carrier munication of the power line was emphatically discussed. Thirdly， the interior principle of the special MODEM IC SSC P300 adopting Spreadspectrum modem munication technology was deeply studied. Based on this， SSC P300 was selected to the reliable data transmission between the concentrator of the longdistance meter reading system and the terminal signal carrier ammeter. Being the heart of the automatic meter reading system， the concentrator connected the puter with the terminal carrier meter. The hardware system of the concentrator was emphatically designed according to the main functions and the demands for performance targets of the concentrator stated in the power trade standard of PRC. It was mainly posed of MCU external expanded RAM，clock module， watchdog module， the puter munication interface circuit and the PLC munication circuit together with its peripheral circuits根據(jù)中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的集中器的主要功能及性能指標(biāo)要求，本文重點(diǎn)研究設(shè)計(jì)了集中器的硬件系統(tǒng)。 在此基礎(chǔ)上，采用 SSC P300實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中集中器與終端載波電表之間可靠的數(shù)據(jù)傳輸。由于我國低壓電力線上存在的高削減、高噪聲、高變形，必須采用特殊的通信技術(shù)。 該系統(tǒng)具有三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即上位機(jī)管理系統(tǒng)、集中器和載波電表。 第 I 頁 共 46 頁 I 三門峽職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 課程名稱 ： 電力企業(yè)管理案例 論文題目： 電力載波通信抄表集中器硬件設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 李萌雅 學(xué) 號(hào)： 100202150210 班 級(jí) ： 02 班 專 業(yè)： 供用電技術(shù) 指導(dǎo)教師： 吳萍 第 II 頁 共 46 頁 第 II 頁 共 46 頁 II 電力載波通信抄表集中器硬件設(shè)計(jì) 摘 要 隨著我國電力事業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的用電抄收管理方式己經(jīng)不能滿足市 場需求。本文在大量收集查閱國內(nèi)外有關(guān)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)資料、深入用戶及用電管理部門廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出了一種采用低壓電力線載波通信技術(shù)的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng) 。重點(diǎn)分析研究了集中器及其與各組成部分的通信。 本文首先分析了高頻信號(hào)在電力線中的傳輸特性；重點(diǎn)討論了擴(kuò)頻通信技術(shù)在電力線載波通信中的應(yīng)用；深入研究了以擴(kuò)頻 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 通信技術(shù)為基礎(chǔ)的、高性能的電力線載波專用 MODEM 芯片 SSC P300 的內(nèi)部工作原理 。集中器是連接上位機(jī)與終端載波電表之間的樞紐，起著上傳下達(dá)的作用。其中硬件系統(tǒng)主要包括主控制器、外部擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、時(shí)鐘模塊、看門狗模塊、上位機(jī)通信接口電路以及電力線載波通信電路及其外圍電路等。 KEYWORDS： carrier power line, spread spectrum munication technology, concentrator, meter reading system 第 III 頁 共 46 頁 第 III 頁 共 46 頁 III 目 錄 摘 要 ................................................................... II ABSTRACT ............................................................... III 1 緒論 ................................................................... 1 電力線載波通信的意義及發(fā)展?fàn)顩r ...................................... 1 低壓電力線通信的特點(diǎn) ................................................ 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和動(dòng)態(tài) ................................................ 2 設(shè)計(jì)電力載波抄表集中器的目的和意義 .................................. 2 課題的可行性分析 .................................................... 3 本文的主要任務(wù) ...................................................... 3 2 電力線載波通信技術(shù) ..................................................... 4 電力線載波通信中信號(hào)傳輸特性分析 [8]................................... 4 常用的低壓電力線載波通信技術(shù) [13] ...................................... 5 擴(kuò)頻通信技術(shù) ........................................................ 6 擴(kuò)頻通信的工作原理 .............................................. 6 擴(kuò)頻通信的特點(diǎn) [4] ................................................. 6 電力線載波通信的實(shí)現(xiàn) ................................................ 7 國外的電力線載波專用 Modem 芯片 .................................. 7 3 電力載波抄表系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ............................................... 9 自動(dòng)抄表系統(tǒng)的組成 .................................................. 9 4 電力載波抄表集中器的硬件設(shè)計(jì) .......................................... 11 電力線載波遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)集中器的硬件設(shè)計(jì) ............................. 11 集中器的功能及技術(shù)指標(biāo) [8] ........................................ 11 集中器的結(jié)構(gòu)框圖 ............................................... 12 集中器主控器的設(shè)計(jì) ................................................. 12 主控器的作用 [11] ................................................. 12 主控器的選型 [11] ................................................. 12 單片機(jī) W77E58 的簡單介紹 ........................................ 13 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 ................................................... 16 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM 的選擇 ........................................... 16 硬件電路設(shè)計(jì) ................................................... 16 存儲(chǔ)器的掉電保護(hù) ............................................... 17 時(shí)鐘模塊 ........................................................... 18 設(shè)計(jì)思想 ....................................................... 18 第 IV 頁 共 46 頁 第 IV 頁 共 46 頁 IV 時(shí)鐘模塊的選擇 [15] ............................................... 19 時(shí)鐘模塊與單片機(jī)的連接 [14] ....................................... 19 電力線載波通信電路設(shè)計(jì) ............................................. 20 載波通信芯片 SSCP300 的發(fā)送與接收原理 ........................... 21 單片機(jī)與 SSCP300 通信的控制工作過程 ............................. 23 主控器與 MODEM 通信接口 ............................................. 25 MODEM 簡介 ..................................................... 26 主控器與 MODEM 通信接口電路 ..................................... 26 電源電路 ........................................................... 28 本章小結(jié) ........................................................... 28 5 電力線載波抄表系統(tǒng)集中器軟件的設(shè)計(jì) .................................... 29 通信協(xié)議的制定 ..................................................... 30 集中器軟件設(shè)計(jì) ..................................................... 30 主程序設(shè)計(jì) ..................................................... 31 集中器向上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸 ....................................... 32 單片機(jī)與擴(kuò)頻芯片 SSCP300 的數(shù)據(jù)傳輸 ............................. 33 參 考 文 獻(xiàn) ............................................................. 36 附 錄 .................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。而電力線現(xiàn)在的功能僅僅是傳送電能，如何利用網(wǎng)絡(luò)資源潛力，在不影響傳輸電能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)窄帶通信或?qū)拵ㄐ?，使之成為繼電信、電話、無線通信和衛(wèi)星通信之后的又一通信網(wǎng)，是多