集中抄电表硬件设计

摘要

随着我国电力工业的迅速发展,传统的电力复制管理方式已经不能满足市场的需求。基于大量的信息远程抄表系统在国内外,深受用户和电力管理部门,在广泛研究的基础上,提出了一种利用低压电力线载波通信技术的远程自动抄表系统。系统的三层网络结构,即个人电脑管理系统,集中器和载波电表。重点分析研究了集中器和它的每个组件的通信。由于高削减我们的国家存在低压电力线路,高噪声、高变形,必须采用特殊的通信技术。

分析了高频信号在电力线上的传输特性，探讨了扩频通信技术在电力线载波通信中的应用。基于扩频调制解调技术，研究了一种高性能电力线载波专用调制解调器芯片SSC P 300的内部工作原理。在此基础上，利用SSC P 300实现了远程抄表系统集中器与终端载波表之间可靠的数据传输。集中器是上位机与终端载波计之间的集线器，起着上传和发布的作用。本文根据“中华人民共和国电力工业标准”规定的集中器的主要功能和性能要求，对集中器的硬件系统进行了研究和设计。硬件系统主要包括主控制器、外部扩展数据存储器、时钟模块、看门狗模块、上位机通信接口电路、电力线载波通信电路及其外围电路。

关键词:电力线载波、扩频通信技术、集中抄表系统

目录

摘要    ----------------------------------------------------------------- I

1 绪论   -----------------------------------------------------------------1

1.1电力线载波通信的意义及发展状况--------------------------------------- 1

1.2低压电力线通信的特点------------------------------------------------- 1

    1.3国内外研究现状和动态--------------------------------------------------2

    1.4设计电力载波抄表集中器的目的和意义------------------------------------2

    1.5课题的可行性分析------------------------------------------------------2

    1.6本文的主要任务--------------------------------------------------------3

2电力载波通信技术------------------------------------------------------3

  2.1电力线载波通信中信号传输特征分析----------------------------------------3

  2.2常用低压电力线载波通信技术----------------------------------------------4

  2.3扩频通信技术------------------------------------------------------------4

   2.3.1扩频通信的工作原理---------------------------------------------------4

   2.3.2扩频通信的特点-------------------------------------------------------4

  2.4电力线载波通信的实现----------------------------------------------------5

2.4.1国外的电力线载波专用mode芯片---------------------------------------5

3电力载波抄表系统整体设计 -----------------------------------------5

  3.1自动抄表系统的组成-----------------------------------------------------6

4电力载波抄表集中器的硬件设计-------------------------------------6

  4.1电力线载波远程抄表系统集中器硬件设计---------------------------------6

4.1.1集中器的功能和技术指标----------------------------------------------8

4.1.2集中器的结构框图----------------------------------------------------8

4.2集中器主控器的设计-------------------------------------------------------8

4.2.1主控器的作用--------------------------------------------------------9

4.2.2主控器的选型--------------------------------------------------------9

4.2.3单片机w77e58的简单介绍--------------------------------------------10

4.3数椐存储器的扩展--------------------------------------------------------10

4.3.1数据存储器ram的选择-----------------------------------------------12

4.3.2硬件电路设计-------------------------------------------------------12

4.3.3存储器的掉电保护---------------------------------------------------13

4.4时钟模块----------------------------------------------------------------13

4.4.1设计思想-----------------------------------------------------------13

4.4.2时钟模块的选择-----------------------------------------------------14

4.4.3时钟模块与单片机的链接--------------------------------------------14

4.5电力线载波通信电路的设计-----------------------------------------------15

4.5.1载波通信芯片sscp300的发送与接收原理------------------------------16

4.5.2单片机与sscp300通信的控制工作过程--------------------------------18

4.6主控器与mode通信接口--------------------------------------------------19

4.6.1mode的简介---------------------------------------------------------20

4.6.2主控器与modem通信接口电路-----------------------------------------21

4.7电源电路---------------------------------------------------------------22

4.8本章小结---------------------------------------------------------------23

5结论-------------------------------------------------------------------23

5.1总结-------------------------------------------------------------------23

5.2结束语-----------------------------------------------------------------23

参考文献---------------------------------------------------------------24

致谢 ----------------------------------------------------------------- 24