文档介绍：工学硕士学位论文
基于家庭网络拓扑结构的电力载波控制系统的设计与实现
基于家庭网络拓扑的电力载波控制系统的设计与实现
Classified Index:
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Dissertation for the Master Degree of Engineering
DESIGN AND REALIZATION OF POWER LINE CARRIER CONTROL SYSTEM BASED ON WORK TOPOLOGY
Candidate:
Zhang Chong
Supervisor:
Prof. Liu Jianwei
Associate Supervisor:
Senior Engineer Jiang Hongbo
Academic Degree Applied for:
Master of Engineering
Specialty:
Control Theory and Control Engineering
Affiliation:
Shenzhen Graduate School
Date of Defence:
June, 2007
Degree-Conferring-Institution:
Harbin Institute of Technology
摘要
电力线载波(Power Line Carrier)通信是指利用电力线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式,而低压电力线载波通信则是指利用低压配电线(380V/220V用户线)进行控制信号的传输。目前,低压PLC技术在网络家电、智能家居、自动抄表和楼宇自动化等领域已广泛应用。
本课题研究的目的在于通过对基于家庭网络拓扑结构的电力载波控制系统的设计与实现为电力载波技术应用于智能家电网络领域提供理论依据,为网络家电和智能家居的应用和发展提供参考依据。探索电力载波技术应用于网络家电领域的可行性。本文的研究内容主要包括以下几个方面:
(1)鉴于电力线通信信道的复杂性,论文首先分析了电力载波通信信道的噪声特性、阻抗特性和衰减特性,并在此基础上应用MATLAB/SIMULINK通信工具箱构建了基于跳频技术的电力线载波通信系统模型,对所选用的多载波快速跳频调制解调技术进行分析与仿真,仿真结果证明多载波快速跳频调制技术可以有效地抑制电网干扰,保证载波数据的可靠传输,并为选择电力载波芯片提供了理论依据;
(2)分析了家庭网络的拓扑结构,并在此基础上构建了电力线载波控制系统的总体设计方案;设计了系统的硬件电路,重点介绍了耦合电路和滤波电路的设计;
(3)在分析现有的几种经典家庭网络通信协议的基础上,参考OSI网络结构的七层模型,设计了基于家庭网络模型的电力载波控制系统的通信协议,并给出了通信协议各层的软件实现;
(4)模拟家庭负载环境对系统的抗干扰性进行了测试,测试结果表明设计的系统能有效地抑制干扰,保证可靠的数据传输。
本文通过对电力载波控制系统的研究、试验和仿真,论证了多载波快速跳频通信技术能有效地躲避电力线上的各种干扰噪声,保证可靠数据传输;验证了电力线载波技术应用于网络家电领域的可行性,为电力载波技术在网络家电和智能家居中的进一步应用提供了理论依据,对网络家电技术的发展和改进具有一定的参考价值。
关键词电力线载波;跳频/仿真;网络家电;LME2200C
Abstract
Power line carrier (PLC) communication is a kind of special way to transfer voice and data via power line, however, low voltage munication is used to deliver control signal and data though 380V/220V home power line. At present, low voltage PLC is widely used in the areas work household appliances, automation building and automatic meter reading etc, especially it’s meaningful to the development of the intelligent household appliance.
The purpose of this project is to design a PLC control system based on work topology, then discuss the