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基于低压电力线的智能载波模块设计

更新时间  2011-03-05 20:43 阅读
本文摘要:第一章高压电力线通信运营商通信(POWERLineCommunication)是指将大量高压电力线网络用作传输介质,构建数据传输和信息交换的技术[1]。高压电力线通信这一传输频道具有普遍、单独建设、即插即用、需要移动性的特点,具有很强的吸引力,能够满足人们的市场需求,这一技术越来越受到关注。 在中国,欧美国家成熟期的高压电力线通信产品在我国效果也不好,不能使用。

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第一章高压电力线通信运营商通信(POWERLineCommunication)是指将大量高压电力线网络用作传输介质,构建数据传输和信息交换的技术[1]。高压电力线通信这一传输频道具有普遍、单独建设、即插即用、需要移动性的特点,具有很强的吸引力,能够满足人们的市场需求,这一技术越来越受到关注。

在中国,欧美国家成熟期的高压电力线通信产品在我国效果也不好,不能使用。因此,高压电力线智能载波模块旨在开发性价比高的载波通信模块,自由选择所需的调制技术,实现准确、顺畅、远距离的数据传输。2高压电力线智能载波模块的设计2.1总体设计方案高压电力线智能载波模块的主要功能是,外部控制系统通过标准UART、I2C或SPI串行接口传输数据到P89LPC932。

通过微控制器和调制电路部分用高压电力线调制数据。同时,高压电力线调制的数据通过调制电路部分调制,通过P89LPC932标准UART、I2C或SPI串行接口,将高压电力线的数据传输到外部控制系统,展开适当的处置。模块的完整结构框图如图1右侧[2]所示。该设计使用PHILIPS生产的8位单片P89LPC932作为控制器,包括低性价比的模拟、数字电子设备和部分容量电阻中的振幅检测电路和调制电路。

2.2振幅脉冲调制原理振幅脉冲调制原理[3-4]是为正弦高压电力线各周期的相同振幅加上暂时性的零脉冲信号。在正弦AC的一个周期中调节信号时,在同一个振幅点不会产生瞬间零脉冲。正弦AC在一个周期内不调节信号时,不会经常发生瞬时零脉冲,因此不会用于识别瞬时零脉冲上传到高压电力线的“1”、“0”信号。

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2.3系统的硬件设计2.3.1微控制器选择在设计中,由PHILIPS生产的8位单片机P89LPC932微控制器[5],P89LPC932是单片机PCB微控制器,适用于集成度高、成本低的很多情况。主要特点是在相同的时钟频率下,标准80C51设备的6倍速度,只有较低的时钟频率才能超过一定的性能,功耗和EMI可以减少。增强型UART、400kHz字节驱动I2C通信端口、可安装SPI通信端口的片上振荡器、频率范围和RC振荡器选项可编程I/O端口输入模式:仅提供双向端口、泄漏输入、推拉和输出功能。2.3.2振幅检测电路设计本系统设计的振幅检测电路,即与正弦AC相同的振幅点,允许振幅检测电路产生恒定频率的方波信号。

该方波在P89LPC932上获得50Hz的外部中断信号。振幅检测电路硬件原理图如图2右侧:图中,N点连接到220V交流电的中性线,A点连接。R3和R4通过串行永久磁铁包括路径,如压力公式所示,B点的电压为6V。

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也就是说,电压比较器U3A的偏移输出端被钳制在6V上,N点和A点通过电阻R1、R2和电容器C1组成电路。从电路原理可以看出,在电压比较器U3A的同向输出端,构成与工频AC频率相同但减少的正弦AC。电压比较器U3A的同向输出端电压低于偏移输出端电压6V时,电压比较器U3A的输入端输入10V的高电平信号,电压比较器U3A的同向输出端电压高于偏移输出端电压6V时,电压比较器U3A的输入端输入0V的低电平信号。

因此,可以通过P89LPC932的外部中断输出信号获得一定频率的方波信号。


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