阐释载波基于电力载波可寻址继电器和开关设计

论文导读：工作如下：(1)探讨比较了各种网络技术的优劣,得出电力载波通讯技术运用在设备级网络物理层的优势。浅析电力线作为数据传输通道时的传输特性,总结出实现电力载波通讯的难点,并据此设计了最佳的系统解决案例,选用FSK调制解调技术的ST7540作为调制解调器。(2)对系统主站和以节点进行了功能性浅析,根据浅析结果分别设计系统主站和
摘要：在工业制约领域中,PLC(逻辑可编程制约器)的运用非常普遍。PLC与外部继电器及开关连接时无法避开的要面对布线难、维护难的不足。现有的一些底层设备级的总线技术如ASI总线技术能够运用于此解决布线难、维护难的不足,但还是需要架设专用的网络连接电缆。由此本论文探讨了电力载波通讯技术,利用电力线作数据传输的物理通道,在不增加专用数据通讯线的情况下实现PLC与继电器和开关的组网,本论文的主要工作如下：(1)探讨比较了各种网络技术的优劣,得出电力载波通讯技术运用在设备级网络物理层的优势。浅析电力线作为数据传输通道时的传输特性,总结出实现电力载波通讯的难点,并据此设计了最佳的系统解决案例,选用FSK调制解调技术的ST7540作为调制解调器。(2)对系统主站和以节点进行了功能性浅析,根据浅析结果分别设计系统主站和以节点各个功能模块的硬件电路。选定系统工作的载波频率,根据此频率设计发送和接收的滤波电路和耦合电路,并对所设计的滤波电路作了数学浅析。(3)设计了本系统专用的网络通讯协议栈。在报文头检测中借鉴0插入比特法设计了电力载波通讯专用的报文头,在检验码中利用海明校验实现了很高的码率,利用分时间槽的策略实现了即插即拔的功能。在运用层设计上根据本系统所要实现的功能规定了各种数据所代表的含义。(4)在系统软件设计上采取了uC/OS实时操作系统,将整系统统分成多个任务进行编程,对每个任务设定不同的优先级,实现了基于优先级的多任务调度式的实时操作系统。关键词：逻辑可编程制约器论文电力载波技术论文网络协议栈论文FSK调制论文ST7540论文
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ABSTRACT6-9
第1章 绪论9-17

1.1 课题探讨的背景与目的9-11

1.2 现有网络技术浅析和比较11-13

1.2.1 有线网络技术11-12

1.2.2 无线网络技术12

1.2.3 电力载波通讯技术12-13

1.3 底层设备级网络及电力载波技术探讨近况13-14

1.3.1 底层设备级网络探讨近况13

1.3.2 电力载波技术探讨近况13-14

1.4 课题探讨的主要内容14-17

第2章 低压电力线传输特性浅析及系统案例设计17-25

2.1 低压电力线传输特性的浅析17-19

2.

1.1 低压电力线传输阻抗特性浅析17-18

2.

1.2 低压电力线信号衰减特性浅析18

2.

1.3 低压电力线信号干扰特性浅析18-19

2.2 载波调制解调技术19-22

2.1 载波调制解调技术介绍20-21

2.2 载波调制解调技术浅析与比较21-22

2.3 电力载波模块芯片及系统总体案例22-24

2.4 本章小结24-25

第3章 系统硬件电路设计25-43

3.1 硬件电路功能浅析25

3.2 硬件电路整体框架设计25-27

3.3 硬件电路各模块的电路设计27-41

3.1 主站制约器与PLC的接口设计27-29

3.2 以站与继电器的接口电路设计29-30

3.3 处理器与调制解调器的时序浅析与接口设计30-33

3.4 载波信号发送电路的设计33-39

3.5 载波信号接收电路的设计39-41

3.4 本章小结41-43

第4章 系统通讯协议栈及软件设计43-61

4.1 系统通讯协议栈的设计43-51

4.

1.1 协议栈物理层的设计44

4.

1.2 协议栈数据链路层的设计44-49

4.

1.3 协议栈的介质访问制约层设计49-50

4.

1.4 协议栈运用层的设计50-51

4.2 系统软件的设计51-59
4.

2.1 主站系统软件设计51-57

4.

2.2 以站系统软件设计57-59

4.3 本章小结59-61
第5章 系统测试61-69

5.1 系统测试平台的搭建61-62

5.2 系统性能的测试62-67

5.

2.1 硬件电路的频率特性测试62-65

5.

2.2 系统通讯性能测试65-67

5.3 本章总结67-69
第6章 结论与展望69-71

6.1 结论69

6.2 展望69-71

附录71-73
参考文献73-75
致谢75-77
攻读学位期间参加的科研项目和成果77