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    低壓電力線載波通信技術探究

    來源:UC論文網2016-06-27 12:57

    摘要:

    針對低壓電力系統而言,電力線載波通信技術是集中抄表的根本保障。本文結合低壓電力線載波通信原理,對通信芯片的應用進行了分析,以期為通信工程的改進提供理論依據。

      在低壓電力線路中,栽波通信技術是關鍵部分,本研究中應用SSCP300通信芯片完成通信電路設計,實現電力線栽波的調制解調。由于SSCP300芯片本身輸出的信號較弱,驅動能力不足,使用中還存在不同諧波的干擾,因此需要應用放大濾波電路,在耦合電路中實現信號到電力線的調制,SSCP300芯片接收電力線傳輸的載波通信信號,信號先通過帶通濾波器,經過放大后由芯片接收,送給系統中的單片機完成信號處理,結合數據信息對供配電過程進行控制。
     
      1.低壓電力線載波通信原理
     
      低壓電力線栽波通信模塊中包含SSCP300低壓電力線擴頻載波網絡控制器、電力線耦合模塊和前置功放m。在應用過程中需要從單片機中獲取數據信息,實現對信息的掃頻調制。電力信號經過濾波放大后與電力線耦合,對電力線傳輸的栽波信號進行掃頻調制,將信號傳輸給單片機。高模塊中'的數據通信應用收發分時控制的通訊方法,可以在1000m范圍內與配變集中器可靠通信,在信道惡劣的情況下,可以在600m范圍內進行可靠通信。
     
      2.通信技術的具體應用
     
      低壓電力線栽波通信技術是抄表集中器的重要手段,技術應用過程中,可以借助載波的調制原理,在電子技術和微處.理系統的幫助下,選用科學的電力線載波通信設備,實現電力線栽波抄表。
     
      2.1SSCP300載波通信芯片實現信號的發送和接收
     
      SSCP300栽波通信芯片具有完善數據鏈路功能和物理層方面的數據協議,電力模擬信號經由SSCP300的進腳進入到芯片內部,經過緩沖器緩沖放大,信號通過模數轉換器后轉換為數字信號,信號經過進一步的擴頻處理后,經過DSP系統電路傳輸到數據鏈路層,實現信息的分組和解碼。主處理器將數字信號分組傳輸到微處理器,之后數字信號傳輸到DSP功能模塊。DSP將三態信號轉換為高層狀態,緩存后的信號波形由芯片的輸出腳輸出,輸出信號經過功率放大模塊和變壓器耦合后傳輸到電力線上,在帶通濾波器的作用下,信號經過預放大后傳輸到SSCP300的接收端,之后將信號傳輸給單片機,單片機將存儲的信息傳輸給計算機控制中心,其中要經過已有的電話網,之后計算機控制中心對電力系統的供配電進行控制。
     
      2.2單片機和SSCP300通信控制
     
      系統中應用W77E58單片機,作為整個控制模塊的核心,通過與SSCP300之間相互協調實現對栽波通信的控制。另外,SSCP300載波通信芯片可以實現電力線媒介的實時網絡通信,SSCP300中的端口可以與主控制器相連,保證主控制器實現網絡應用層的構建。
     
      SSCP300栽波通信芯片中包含多個數據結構,可以設定不同的運行方式,結合實際運行狀態實現信息管理。單片機可以在信息接收過程中應用數據形式判斷當前系統的工作狀態和系統中發生的緊急事件,可以通過發送命令的方式做出相應的處理。
     
      系統中相關的命令和數據可以通過SH接口在SSCP300載波通信芯片和主控制器之間傳輸。主處理器將W77E58單片機作為控制核心,對5線串行信號進行控制,把分組信息傳輸到通信芯片的內部處理器,之后再將信息傳輸到DSP模塊,SSCP300通信芯片將信號從電力線上耦合并解調出來。主處理器通過5線串行外圍接口及時接收分組后的數據信息并進行適當的轉換。之后應用計算機和嵌入式設備中的RS232芯片作為集中器和上位機之間的主要通信方案[2〗。
     
      2.3RS232通信標準
     
      RS232-般應用于短距離電力信號傳輸中,長距離電力信號傳輸可以應用RS485通信標準。系統中的電平轉換可以應用MAX485芯片實現,該芯片的R0腳為接收器的輸出端,可以與TTL電平RXD信號相連,其中的信號發送使能端可以接+5V電源,MAX485芯片可以與計算機可靠連接,如果直接與單片機連接會產生較強的干擾信號,芯片直接與單片機相連時需要在其中加入光電隔離器,避免干擾信號進入系統后影響正常工作。
     
      主控器與MODEM的通信可以應用傳輸量較小的公用電話網實現,數字信號不能直接進入信道中,需要應用一個中間設備MODEM,可以實現數字信號和模擬信號之間的轉換,成為重要的數據通信設備。
     
      3.結束語
     
      電力線載波通信技術是現階段低壓集中抄表系統的關鍵,本文主要對低壓電力線栽波通信原理進行了介紹,重點分析了栽波通信技術的應用。在系統應用中需要重點考慮信號的干擾問題,需要選用合理的通信芯片,完善電路設計,促進通信工程的發展。
     
                                                                                                                 左陽,司建軍
                                                                                                         (河南機電高等專科學校)

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