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基于电力线通信的温度采集系统模块电路设计

无论是在日常生活还是在工业生产中，温度都是一个非常重要的指标。所以，对温度数据的采集、测量和传输，一直都是研究的重点。传统的温度采集系统的实现方法包括专门铺设有线通信线路传输温度数据（如采用RS485总线结构）和采用无线通信传输温度数据（如蓝牙，GPRS等）。传统的铺设专有的通信线路的方法设计成本较高、施工麻烦、出现问题时很难排除，已经很难适应高速发展的现代社会的需求。采用无线的方式则具有不用布线、实时性高等优点，但是其设计成本也相应的非常高。而在现代社会中，电力线几乎无处不在，因此，本文提出了一种基于电力线通信的温度采集系统，无需专门铺设通信线路，能够大大降低设计成本。温度检测模块中，STC12LE5A60S2是主控芯片，由电源模块、LCD显示、电力线通信芯片RISE3501、DS18B20温度传感器、RS232等电路构成。

系统硬件设计

电源模块

220V交流电转16V直流电电路

变压器将220V交流电转换为16V交流电，桥式整流电路将16V交流电转化为直流电，通过电容电感滤波后得到大约16V直流电。这个16V直流将直接给电力线通信芯片的发送电路的功率放大器供电。如图3所示。

图3 220V交流转16V直流

16V电压转化为5V电压电路

使用78M05电源芯片将16V直流电转化为5V直流电。这个5V直流电将给DS18B20温度传感器供电。如图4所示。

图4 16V电压转5V电压

5V电压转3.3V电压电路

使用AP1117将5V直流电转化为VCC3.3V电压。再通过磁珠F-BEAD分出来VCCA3.3V，VCCA3.3V将给电力线通信芯片的接收电路供电。

图5 5V电压转3.3V电压

LCD显示模块

本系统使用6位笔段式LCD EDS826来显示当前温度，采用HT1621B 驱动芯片来驱动EDS826的显示。这里不使用STC12LE5A60S2单片机直接驱动EDS826，这样可以简化系统软硬件设计的复杂度，减轻主控单片机的任务，从而有利用系统的升级与扩展。其电路结构如图6所示。

图6 LCD显示电路

温度检测电路

本系统的温度传感器使用DS18B20。DS18B20 数字温度计以9 位数字量的形式反映器件的温度值。通过一个单线接口发送或接收信息，因此在主控单片机和DS18B20 之间仅需一

条连接线（加上地线）。测温范围-55~+125℃，以0.5℃递增。温度数字量转换时间200ms （典型值）。电路结构如图7所示。

图7 温度检测电路

本系统采用具有两个串口的STC12LE5A60S2作为系统的主控单片机。其特点是单时钟周期、高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统的8051单片机，但速度快8～12倍。片上集成60K Flash存储器，可用于存储程序和温度数据，非常有利于系统的软件的升级换代。该单片机具有双串口，这是选择这款单片机最主要的原因之一。在系统设计中，使用其中的一个串口和电力线通信芯片进行通信，从而控制电力线通信芯片收发数据。另一个串口则用于下载程序、打印系统调试信息以及和上位机通信（温度检测模块用作主机模块时）等。无需专用下载器，无需专用仿真器，可通过串口直接下载用户程序。从而降低了设计开发的难度，降低了设计成本。

电力线通信电路

本系统使用RISE3501实现电力线通信。RISE3501是一款智能型电力载波控制芯片，内部集成电力收发模块，Flash、SRAM以及 8位处理器内核。设计符合EIA-709.1和EIA-709.2标准规范。RISE3501可以通过串口和主控单片机通信。单片机将满足645规约的指令和数据通过串口发送给RISE3501，RISE3501则通过电力线将数据发送出去。当RISE3501从电力线上接收到发给自己的数据时，其将数据收下，并将数据通过串口发送给主控单片机。

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电力线载波通信有线通信

有线通信---电力线载波通信．抄表系统及其方法本发明公开了一种抄表系统包括电力线宽带载波通信单元、无线通信单元、时钟单元、控制单所述电力线宽带载波通信单元元以及存储单元；用于收发通过电力线载波方式传送的抄表信号；所述无线通信单元用于收发通过无线通信方式传送的抄表信号；控制单元用于信道状况的侦根据侦测结果控制

抄表系统在电力线宽带载测，切换波通信以及无线通信之间的信道自动切换，并将从电力线宽带载波通信道后进行自动组网，信单元以及无线通信单元接收到的抄表信号进本抄表系统利用宽带行格式转换生成电表数据。数据容量大、数据传输率高、载波通信可靠性高、将无线通信方式以及电力线通双向传输等特点，使抄表布线等现场施工工作变信方式相互结合，得简便灵活。电力线载波Power Line Carrier - PLC通信是及35kV利用高压电力线在电力载波领域通常指．电压等级或低10kV以上电压等级中压电力线指用户线作为信息传输媒介进380/220V 压配电线行语音或数据传输的一种特殊通信方式PLC 电力线载波 = Power Line Carrier,电力线载波通讯是指利是电力系统特有的通信方式，电力线载波(PLC) 用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。近年来电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了低压电数字化时代，并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要中/力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。主要应用－－“电力上网”PLC但是电力线载波通讯因为有以下缺点，导致未能大规模应用：信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在电力载波1、配电变压器对一个配电变压器区域范围内传送；）。通讯距离很近时，、三相电力线间有很大信号损失（210 dB -30dB

基于单片机的网络通信模块设计.

前言随着Internet的普及和以太网的迅速发展, 基于以太网的设备控制越来越多。加之电子技术的飞快发展,各种工业过程数字仪表应运而生。以太网是目前应用非常广泛的网络通信技术，它具有丰富而完善的通讯协议,支持现场设备的热拔插, 提高系统运行的稳定性和抗干扰性, 安装、维护成本低。用以太网实现嵌入式系统的网络连接有多种方案,传统的多器件以太网连接解决方案，是通过MCU扩展以太网控制器来实现的,必要时还需要扩展外部RAM和ROM,虽然这个计划中的应用还不是很困难,但有大量的外部元件,系统开销较大, 它以ATmega16单片机和带芯片ENC28J60和集成网络变压器的接口模块HR91105为核心。分析了ATmega16的功能和特点，介绍ENC28J60芯片的结构特性和主要性能，并给出了接口的硬件设计和软件设计方案。在此基础上。这个方案不仅成本低，而且能实现500Kbps以上的传输速率，满足了嵌入式系统的Internet 控制要求。但设计师在为远程控制或监控系统提供以太网接入时,可选的以太网控制器均是专为个人计算系统设计的,那些超过80引脚封装的以太网控制器大量运用于上述情况,这些器件不仅结构复杂, 面积庞大, 且系统开销较大。无法很好地满足嵌入式网络应用系统。在测控领域，以单片机为核心符合IEEE802.3协议的ENC28J60只有28引脚,却具有早期器件相应的功能,满足系统设计的要求，ENC28J60以太网控制器采用业界标准的RJ45串行接口,只需4条连线即可与主控单片机连接,使得嵌入式应用系统的以太网接口变得极其简便。不过到目前为止,基ENC28J60以太网应用却不是很多。在测控领域，以单片机为核心的各种智能监控、测试系统因其高性价比等原因正得到越来越广泛的应用。本项研究的目的是要利用ENC28J60在ATmega16+ENC28J60平台上实现以太网通信。对于没有开放总线的单片机,虽然有可能是其他以太网控制器连接模拟并行总线,但不管从效率还是性能上来看,都不如用RJ45接口或采用一个通用I/O口模拟RJ45接口连接ENC28J60的方案。随着国民经济的快速发展，互联网络硬件、软件也迅猛发展，网络用户的发展已成倍增长。利用廉价的AVR单片机来控制ENC28J60实现以太网通讯这一做法，在使用计算机网络进行互联的各种家用电器及设备，仪器仪表，工业生产数据采集与控制设备逐步地走向网络化，以共享网络中巨大的信息资源的大背景下，仍然具有十分重要的意义。它适用于现有的网络传输系统，有着广泛的应用前景，特别是数据采集、数据传输领域。

电力线载波通信系统解读

摘要电力线载波通信是以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。由于输电线路具备十分牢固的支撑结构，并架设3条以上的导体(一般有三相良导体及一或两根架空地线)，所以输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。这种综合利用早已成为世界上所有电力部门优先采用的特有通信手段。这次的课程设计通过电力线在波芯片设计一个电力线载波通信系统。电力线载波通信具有广阔的应用前景但由于电力线的噪声和干扰对信道的污染很大，严重影响了低压电线载波通信的质量。本文就电力线载波通信的优点缺点及发展现状进行了讨论，并分析了电力信道的噪声分类，特性及对我们信号的影响。以及我们对噪声的滤波耦合等。并且详细的介绍了电力线载波通信的具体实现形式方法和步骤最终形成一个系统达到我们的要求。课程设计选用青岛东软的SSC1641的电力线载波芯片该芯片具有调制解条，a/d，d/a通信的功能，该芯片直接对信号数字信号处理，极大地提高了通信的可靠性。文中包括了他的外围电路，信号放大，耦合，滤波等最终实现功能。实现了接收电力线的含有噪声的信号，然后对这个信号滤波模数转换等处理后通过串行通信的方式发送到过单片机，单片机经过数据处理后通过LCD1602显示出来，并且也通过串行通信发送到PC机显示出来。PC机或开关电路输入信号经过SSC1641处理后通过电力线发送。这样一个系统阶完成了接收与发送信号，形成了一个通信系统。关键字：电力线载波通信系统SSC1641 调制解调 1、绪论 1.1设计任务及要求电力线载波通信系统设计基本要求：下图一个电力线载波通信模块的结构组成，请看懂，并查阅资料了解电力线载波通信的原理和电力线载波芯片的技术资料。根据系统结构，完成载波芯片外的其他器件选型、配套硬件电路设计（包括原理图、PCB图）、软件设计和仿真调试。系统至少具备以下特性： 1）开关量输入和输出各5路； 2）系统24V供电； 3）具有通信状态指示功能； 4）有232、485或USB有线通信接口； 5）断电继续工作能力； 6）其他自己发挥的功能。

浅析通信射频模块控制电路设计.docx

浅析通信射频模块控制电路设计引言通信系统的快速发展使射频模块和基带之间的数据速度得到了极大的提高。通信射频模块中的基带信号包含了自动增益、自动功率和自动频率等调节信息，这些调节信息都是通信系统的基础。对误码率进行解决的话，传统方法有FEC(前向纠错码)或者AＲQ(自动重传请求算法)，FEC算法带宽较大，AＲQ算法带宽较小。但是两种算法在实际的计算中会因为数据重传请求以及相应过程为其带来较大的延迟，除了这两种算法，还有CＲC校验算法也在通信射频模块控制电路中有较为广泛的应用。 1无线终端系统设计无线终端系统示意图如图1所示。CBM:通信基带模块;CＲMCC:射频模块控制电路;CＲM:通信射频模块。通信基带模块主要负责信源编码和解码;射频模块控制电路主要接收来自通信射频模块的基带控制信号，并将其生成射频模块控制信号(ＲFCS)，通过射频模块控制信号对通信射频模块进行控制，并向通信射频模块返回信号接收回馈信息(SＲCFM)。射频模块会在射频模块信号控制下，接收来自基带传输的通信数据。 2常见的纠错算法一个标准的时序信号会显示正常的信号示意，DATA信号是最高有效位，可以对信号进行优先传输，原始的DATA信号所传输的信号是二进制，相对于其他质量的DATA信号，CLK信号的最高位并没有

被采样，DATA信号可以在其他的时间保持高电平，并将最后的采样结果表示为8位的二进制。如果该数据用于控制信号功率，对于功率信号而言，增加的倍数较多，对通信系统将会造成十分严重的影响。移动通信会随着终端和基站之间的距离而随时发生变换，AGC和AFC 参数需要进行修正设置，对于出现的传输错误以及数据跳变等操作，通信射频模块控制电路需要对其作出正确的反应。同时为了更好地解决基带和射频模块之间存在的误码问题，可以采用FEC(前向纠错码)或者AＲQ(自动重传请求算法)。AＲQ(自动重传请求算法)有几种典型的技术方式，比如停止等待、回退N步以及选择重传等方式，其中回退N步方式与选择重选方式在正常的工作环境下具有较好的性能，但是应用到射频控制模块中，存在无法实现等待回传数据的问题，限制了自动重传请求算法的实际应用。FEC(前向纠错码)算法在实际的使用中，误码率为1/2或3/4，原始码率能够达到200%，但是占用的额外带宽较大，对于信道有限的通信射频控制模块而言无法得到更好的实现效果。 3自适应滤波器自适应滤波器与普通的滤波器不同，自适应滤波器会根据外部的环境变化而发生变化，通过改变自身的冲激响应来获取最佳的滤波效果;同时，自适应滤波器还包含了普通滤波器的硬件电路。滤波器的自适应算法可以根据上一个阶段的滤波参数适应来自外界的信号变化，从而达到最佳的性能要求，自适应滤波器是线性变化的过程。自适应滤波器包含了数字滤波器和自适应滤波算法两部分，数字滤波器

通信领域中电力线载波通信的应用及其原理

通信领域中电力线载波通信的应用及其原理 Power Line Carrier 电力线载波Power Line Carrier - PLC通信是利用高压电力线在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级中压电力线指10kV电压等级或低压配电线380/220V用户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。近年来高压电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代，并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。在这种形势下，本文旨在通过对电力线载波通信技术的发展及所涉及的一些技术问题的讨论，阐明电力线载波通信的发展历程特点及技术关键。电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生的，它同电力系统的安全稳定控制系统，调度自动化系统，被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。目前，它更是电网调度自动化网络运营市场化和管理现代化的基础，是确保电网安全稳定经济运行的重要手段，是电力系统的重要基础设施。由于电力通信网对通信的可靠性保护控制信息传送的快速性和准确性具有及严格的要求，并且电力部门拥有发展通信的特殊资源优势，因此世界上大多数国家的电力公司都以自建为主的方式建立了电力系统专用通信网[1]。长期以来，电力线载波通信网一直是电力通信网的基础网络。目前，在长达670000km的35kV以上电压等级的输电线路上，多数已开通电力线载波通道[1]。形成了庞大的电力线载波通信网，该网络主要用于地市级或以下供电部门构成面向终端变电站及大用户的调度通信远动及综合自动化通道使用。近年来，随着光纤通信的发展，电力线载波通信已从主导的电力通信方式改变为辅助通信方式，但是由于我国电力通信发展水平的不平衡，由于电力通信规程要求主要变电站必须具有两条

BWP12电力线载波模块

BWP12电力线载波模块 BWP12电力载波模块使用12V与5V双电源工作，载波波特率为684bps、1370bps、2740bps、5500bps 可设置，模块采用TTL电平串行接口（UART），可以方便地与用户单片机系统连接进行数据通讯，方便用户进行二次开发。串口波特率可由用户设定，共有四种波特率可设置：1200bps、2400bps、4800bps、9600bps.BWP12电力载波模块有4个载波频点供用户选择，用户可以在一条电力线上选用不同的频点组成多个通讯网络，各个频点独立工作，不会相互干扰，4个频点分别为：119KHz、125KHz、131KHz、138KHz.所有的参数都是通过板载六位拔码开关进行设置。 BWP12电力载波模块同时支持四个载波频点，通过板载的拔码开关，无须修改任何硬件电路，即可实现载波频点的更换。该模块为用户提供了透明的数据传输通道，数据传输与用户协议无关，模块抗干扰能力强，数据传输可靠。通讯过程中，由用户通讯协议验证数据传输的可靠性，用户可以增加数据校验，以此提高数据通讯的可靠性。在同一台变压器下，多个BWP12模块可以连接在同一条电力线上，在主从通信模式下，模块分别单独工作，不会相互影响。主要性能特点：＊工作电源：5VDC、12VDC ＊接口类型：TTL电平串行接口（UART），半双工通讯＊载波速率：684bps、1370bps、2740bps、5500bps，由用户设置＊串行接口速率：1200bps、2400bps、4800bps、9600bps，由用户设置。＊工作环境：220VAC／110VAC，50／60Hz，直流线路，无电导体＊通讯距离：≤500m，（轻负载条件或者直流线路情况下，通讯距离可能大于500m）＊数据传输类型：任意字节透明传输，最大帧长度为120字节。＊电力线载波频率：119KHz、125KHz、131KHz、138KHz，通过拔码开关进行设置＊调制解调方式：BPSK ＊工作温度：－20℃～＋70℃ ＊外形尺寸：35＊70＊25（mm） BWP20嵌入式电力线载波模块 BWP20嵌入式电力线调制解调器（电力线载波模块、电力线MODEM）是必威尔科

基于射频的无线通信技术方案

基于射频的无线通信技术方案在很多场合有线通信技术并不能满足实际需要，比如在野外恶劣环境中作业。使用无线射频通信芯片构建的通信模块，用单片机作为控制部件，配合一定的外围电路就能很好地进行两地空间区域信号对接，实现自由数据通信，解决了无线通信的技术难题。并且其具有硬件构造简单、维护方便、通信速率高、性能稳定等优点，能在电子通信业得到广泛应用。本文的控制部件选用AT89C51型单片机。由于这种芯片只有SPI 通信接口，而目前常用的单片机都没有这种接口，因此需要对该芯片的通信时序进行模拟，所以在控制器里编程时要严格按照芯片工作时序进行。电路原理 NRF24L01芯片构成的通信模块电路设计 NRF24L01芯片通信模块电路核心器件NRF24L01 配合网络晶振、解耦电容、偏极电阻一起工作构造稳定射频通信模块。该芯片是贴片结构，模块占用空间少，如图1所示。

图1 由NRF24L01 芯片构成的通信模块电路图。电源电路设计电源电路如图2所示，B1 是9 V 蓄电池或者锂电池，能够反复充电。C1， C2 ， C3 ， C4 都是滤波电容，起到一次与二次滤波作用。D1，D2 是稳压二极管，使输出端的电压稳定在理想的水平电压。芯片7805 是三端稳压集成电路芯片，具有正电压输出。其电路内部还有过流、过热及调整管等保护电路，最终目的把9 V 电源转变成稳定5 V 输出，为后续设备供电。

图2电源电路图系统通信电路设计系统通信电路如图3所示。本电路中应用单片机AT89C51作为控制芯片，对NRF24L01 主通信模块的接口时序模拟和对数据的发送与接收进行处理。

电力线载波通信---有线通信

抄表系统及其方法本发明公开了一种抄表系统包括电力线宽带载波通信单元、无线通信单元、时钟单元、控制单元以及存储单元；所述电力线宽带载波通信单元用于收发通过电力线载波方式传送的抄表信号；所述无线通信单元用于收发通过无线通信方式传送的抄表信号；控制单元用于信道状况的侦测，根据侦测结果控制抄表系统在电力线宽带载波通信以及无线通信之间的信道自动切换，切换信道后进行自动组网，并将从电力线宽带载波通信单元以及无线通信单元接收到的抄表信号进行格式转换生成电表数据。本抄表系统利用宽带载波通信可靠性高、数据传输率高、数据容量大、双向传输等特点，将无线通信方式以及电力线通信方式相互结合，使抄表布线等现场施工工作变得简便灵活。电力线载波Power Line Carrier - PLC通信是利用高压电力线在电力载波领域通常指35kV及

以上电压等级中压电力线指10kV电压等级或低压配电线380/220V用户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 PLC = Power Line Carrier,电力线载波电力线载波(PLC)是电力系统特有的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。近年来电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代，并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为一门电力通信领域乃至关系到千家万户的热门专业。但是电力线载波通讯因为有以下缺点，导致PLC主要应用－－“电力上网”未能大规模应用： 1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送； 2、三相电力线间有很大信号损失（10 dB -30dB）。通讯距离很近时，不同相间可能会收到信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输； 3、不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有线-地藕合和线-中线藕合。线-地藕合方式与线-中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线-地藕合方式不是所有地区电力系统都适用； 4、电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和 60HZ，则周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，干扰时间约2ms，因定干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法，但由于过0点时间短，实际应用与交流波形同步不好控制，现代通讯数据帧又比较长，所以难以应用； 5、电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1欧姆以下，造成对载波信号的高削减。实际应用中，当电力线空载时，点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。

低压电力线载波通信

PL2102--功能特征 PL2000A/B 是专为电力线通讯网络设计的半双工异步调制解调器，是PL2000 的升级产品。它仅由单一的 +5V 电源供电，以及一个外部的接口电路与电力线耦合。PL2000A/B 除具备原有系统基本的通讯控制功能外，还内置了四种常用的功能电路：32 Bytes SRAM，电压监测，看门狗定时器及复位电路，它们通过标准的 I2C接口与外部的微处理器相联。PL2000B内建高灵敏度放大器及四象限模拟乘法器，进一步提高了集成度（无需外部模拟混频器）。 PL2000A/B 是特别针对中国电力网恶劣的信道环境所研制开发的低压电力线载波通信芯片，低信噪比数据传输性能比 PL2000 有了大幅度的提高，同时将数据传输速率提升一倍。由于采用了直接序列扩频、数字信号处理、直接数字频率合成等新技术，以及大规模数字 /模拟混合 0.5um CMOS 工艺制作，所以在抗干扰、抗衰落性能以及国内外同类产品性能价格比等方面有着更加出众的表现。

■0.35um CMOS 数摸混合集成电路 ■直序扩频半双工异步调制解调器 ■二相相移键控，120KHz载频，带宽15KHz，传输速率500 bps ■接收灵敏度：100μVRMS ■15位伪码长度,可编程同步捕获门限 ■I2C串行通信接口 ■32Bytes SRAM (电池维护) ■可编程实时钟(秒/分/时/日/月/星期/年) (电池维护),支持数字频率校正 ■上电复位/电压监测电路及看门狗定时器 ■单+5V供电，I/O 口带 2500V ESD 保护 ■工业级温度标准: -40oC ~ +85oC ■SOP20 / SOP24 / SOP28 封装典型应用图：基于PL2101的单片机低压电力线载波通信接口扩展发布:2011-09-05 | 作者: | 来源: menglongfei | 查看:328次 | 用户关注：本文介绍了低压电力线通信接口芯片PL2101与MSP430F149的接口。早期的低压电力线载波通信芯片的接口电路相对复杂、抗干扰能力差，且多为国外产品，性价比低，因此，单片机系统较少采用低压电力线载波通信。随着通信技术的发展，新型低压电力线载波通信接口芯片解决了以上缺点，使得单片机系统采用低压电

RS-232通信模块设计教程

RS-232通信模块 4.1 5.1设计目的及任务设计目的：理解 MCS-51 串口的工作原理；理解 RS－232 总线的逻辑电平与 TTL 电平相互转换的方式；理解 PC 机与单片机串行通信的方式；熟悉RS－232 串口的特点和数据传输方式；熟悉 KEIL uv2、uv3 环境下的程序调试。设计任务：设计一个单片机与PC 机通过 RS-232 通信的接口电路。功能指标： 1. 能完成单片机逻辑电平与 RS-232 逻辑电平的转换； 2. 通信速率：2400Bit/s，N.8.1 方式； 3. 具备双工通信功能。设计要求：所设计的接口电路应满足E DP 实验仪系统设计要求，并能与整个系统有效结合。以下是一个设计范例及其相应电路的讲解，仅供参考。 4.1 5.2 RS-232串行总线通信的基本原理单片机和PC 机的串行通信一般采用RS-232、RS-422 或RS-485 总线标准接口，也有采用非标准的20mA 电流环的。为保证通信的可靠，在选择接口时必须注意以下几点： ●通信的最高速率； ●下位机和上位机之间的通信距离； ●因线路干扰带来的影响，因此单片机系统的抗干扰能力也是一个重要的因素；●组网方式，即可以保证正常通信下的最大通信端口数量；

●通信协议，包括数据格式（如常用的 N 8 1）、校验格式（累加和校验、奇偶校验、CRC 冗余码校验等）、通信方式的等等。 1 . RS-232串行总线接口 RS-232 是EIA（美国电子工业协会）四十年前为公用电话网络数据通信而制定的标准，由于 RS232 的发送和接收是“对地”而言的，采用非平衡模式传输，存在共地 1

【开题报告】基于以太网的智能家居通信模块设计

开题报告电气工程及其自动化基于以太网的智能家居通信模块设计一、选题的背景与意义：智能家电远程控制系统是一种利用网络通讯技术、智能控制技术、电子技术等多种技术为一体的现代家电控制系统。智能家电远程控制系统的出现可以减少人们对保姆的依赖，提高家用电器的使用灵活性，大大减少家用电器的使用对人们在时间上、空间上造成的束缚，从而提高人们的整体生活水平。总而言之，智能家电远程控制是未来家电发展的必然趋势。实际智能家电如：家庭局域网、电话小交换、电视分配、灯光控制系统、家电远程控制系统、电动窗帘等。现代家庭有多种家用电器，分布于一套房子的各个角落。要实现家电的远程控制，必须建立一个小型的控制网络来集中进行控制。以太网技术已经愈来愈广泛地运用于智能家居系统。本设计目标通过以太网接口，实现上位机与通信模块的数据传输。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题本课题主要内容是完成通过上位机与通信模块的数据传输。该课题涉及C语言、数字电路、模拟电路、单片机、嵌入式系统、PCB综合布线等方面知识。基本内容： 1、掌握TCP/IP协议相关技术。 2、选用合适的芯片，能有效地实现以太网数据的收发。 3、编写WEB程序，通过WEB服务访问接口。通过浏览器键入IP地址，网页直观显示部分功能。三、设计的总体方框图总体方案如图1所示:

图1 总体方案 3.1器件选择： 3.1.1太网控制器的选择和分析目前市场上大部分以太网控制器都是专为个人计算系统设计的，既复杂、又占空间，封装均超过80 引脚，本方案以太网控制器采用Microchip 的ENC28J60 芯片，其为嵌入式应用提供一种低引脚数、低成本且高效易用的远程通讯解决方案。ENC28J6符合IEEE802.3 协议，且只有28 引脚，这样可以大大简化相关设计，并可以减小板空间。此外，ENC28J60 以太网控制器采用业界标准的SPI 串行接口，只需4 线便可与主控单片机进行通讯，ENC28J60 以太网控制器的主要功能包括： ①符合IEEE 802.3 协议，集成10 Mb/s 以太网物理层器件（PHY）及媒介接入控制器（MAC可按业界标准的以太网协议可靠地收发信息包数据； ②支持单播、组播和广播数据包，可编程数据包过滤，并在以下事件的逻辑“与”和“或”结果为真时唤醒主机，减轻主控单片机的处理负荷； ③10 Mb/s SPI 接口：业界标准的串行通讯端口，低至18 引脚的8 位单片机也具有网络连接功能； ④可编程8 KB 双端口SRAM 缓冲器：以高效的方式进行信息包的存储、检索和修改，以减轻主控单片机的内存负荷。该缓冲存储器提供了灵活可靠的数据管理机制。封装类型：

无线模块通讯原理及硬件概要

3.1无线通信模块工作原理及硬件设计（此工作方式正测试没有完成）无线通信模块的发射与接收主要采用nRF401作为主工作核心， nRF401是工作在433MHz ISM频段的单片无线收发芯片。nRF401最大传输速率为20kbps，可以和各种单片机和微控制器连接，控制简单方便。配合简单的通信协议，就可以使用nRF401实现无线数据传输。采用点对多点半双工通信机制，设计一个简单有效的通信协议，实现对所采集到的数据进行有效传送。最简单的多机通信方式就是使用串行通信，所以使用单片机串行口配合nRF401芯片，就可以实现简单有效的点对多点通信。其工作原理图如图3-3-1所示图3-3-1 无线通信原理图常用的点对多点通信方式有星状和链状两种。如图.3-3-2系统由一台中央监控设备CMS (Central Monitoring System)和多台远程终端设备MRTU(Multiple Remote Termial Unit)构成点对多点多任务无线通信系统。在中央监控设备CMS 与远程终端RTU(Remote Termial Unit)之间用多台中转设备Tran作为中转站，以便起到暂存数据和延伸距离的作用。中转站之间，以单向通信方式进行传递数据。如图 3-3--3系统由一台中央监控设备CMS和多台远程终端设备MRTU构成点对多点多任务无线通信系统。在中央监控设备CMS 与每一台远程终端RTU(Remote Termial Unit)都以双向通信方式进行传递数据。特别适用于数据量大，对时间要求较高的场合。所以采用星状点对多点通信方式，以一台主机为中心，多台分机各自独立的方法，即使其中一台分机不能正常工作，也不会影响其它分机，不像链状点对多

ATC 系统中采用电力线载波通信技术的研究.docx

ATc 系统中采用电力线载波通信技术的研究摘要介绍了正交频分复用(ofdm) 的基本原理, 并结合城市轨道交通a tc 系统的特点,提出了利用基于ofdm 的电力线载波通信技术在接触网上实现信息传输的思路。关键词列车自动控制,电力线载波通信系统,正交频分复用在城市轨道交通列车自动控制(a tc) 系统中, 通常利用轨道电路传输信息。由于钢轨不是理想的信息传输通道,信息容量、传输速率受到了限制。本文提出了利用正交频分复用(ofdm) 的电力线载波通信技术在接触网上实现信息传输的思路。1 ofdm 的基本原理 ofdm 是一种多载波调制技术(mcm) ,可以在强干扰环境下高速传输数据。传统的数字通信系统将符号序列调制在一个载波上进行串行传输, 每个符号的频谱占用信道的全部可用带宽。ofdm 则并行传输数据,采用频率上等间隔的n 个子载波构成, 它们分别调制一路独立的数据信息,调制之后n 个子载波的信号相加同时发送。因此每个符号的频谱只占用信道全部带宽的一部分。在ofdm 中,通过选择载波间隔,使这些子载波在整个符号周期上保持频谱的正交特性,各子载波上的信号在频谱上互相重叠;接收端利用载波之间的正交特性,可以无失真地将接收到的信号还原成发送信息,从而提高系统的频谱利用率。图1 表示了ofdm 的基本原理[2 ] 。假设一个周期内传送的符号序列为(d0 , d1 , ?, dn-1),每一个符号di 是经过基带调制后的复信号, di = ai+j bi , 串行符号序列的间隔为δt= 1/ fs,其中fs 是系统的符号传输速率。串并转换之后,它们分别调制n 个子载波(f0 , f1 , ?fn-1),这n 个子载波频分复用整个信道带宽,相邻子载波之间的频率间隔为1/ t , 符号周期t从δt增加到nδt。合成的传输信～号可以用其低通复包络d (t) 表示。图1 正交频分复用ofdm 的基本原理因此,ofdm 系统的调制和解调过程等效于离散付氏逆变换(idf t) 和离散付氏变换(df t) 处理,实际上系统通常采用dsp 技术和fft 快速算法来实现。由于ofdm 系统的符号周期延长了n 倍,增强了其消除码间串扰的能力。在数字基带调制部分,可以根据子信道特性采用不同的调制方式(如bpsk,qpsk ,qam , tcm 等) 。如果某个频段信号衰减严重,发送端还可以关闭该频段的子载波, 实现信道自适应均衡。通过采用信道编码技术, ofdm 还可以进行前向纠错(fcc) 。由于dsp 和大规模集成电路技术的推动, ofdm 调制技术已经得到广泛应用,在数字音频广播(dab) 和数字视频广播(dvb -t) 领域中被欧洲地面广播标准采纳。采用ofdm 技术在电力线上高速传输数据也有产品问世,如homeplug 组织成员中的 intellon 公司产品powerpacket , 传输速率可以达到14 mbit/s , 频带4. 3～20. 9 mhz ,84 个子载波,支持dqpsk ,dbpsk ,robo 调制。2 在a tc 系统中采用ofdm 技术城市轨道交通对列车速度控制提出很高的要求,要达到安全性、可靠性、适用性和经济性的目标,还要考虑到迅速、准确和价格合理等因素。这需要列车、沿线、车

基于单片机无线网络通信模块设计

前言无线方案适用于布线繁杂或者不允许布线的场合，目前在遥控遥测、门禁系统、无线抄表、小区传呼、工业数据采集、无线遥控系统、无线鼠标键盘等应用领域，都采用了无线方式进行远距离数据传输。目前，蓝牙技术和技术已经较为成熟的应用在无线数据传输领域，形成了相应的标准。然而，这些芯片相对昂贵，同时在应用中，需要做很多设计和测试工作来确保与标准的兼容性，如果目标应用是点到点的专用链路，如无线鼠标到键盘，这个代价就显得毫无必要。本无线数据传输系统采用挪威公司推出的工作于2.4频段的24L01射频芯片。与蓝牙和相比，24L01射频芯片没有复杂的通信协议，它完全对用户透明，同种产品之间可以自由通信。更重要的是，24L01射频芯片比蓝牙和所用芯片更便宜。系统由单片机32F103控制无线数字传输芯片24L01,通过无线方式进行数据双向远程传输,两端采用全双工方式通信，该系统具有成本低，功耗低，软件设计简单以及通信可靠等优点。

1. 总体设计方案无线通信技术迅速发展，有多种通讯方案可供选择，这里从实用，经济和实现等方面进行综合的考虑分析，选出合适的设计方案。 1.1 无线通信方式的比较和选择方案一：采用模块进行通信，模块需要借助移动卫星或者手机卡，虽说能够远距离传输，但是其成本较大、且需要内置卡，通信过程中需要收费，后期成本较高。方案二：采用公司2430无线通信模块，此模块采用总线模式，传输速率可达250，且内部集成高性能8051内核。但是此模块价格较贵，且协议相对较为复杂。方案三：采用24L01无线射频模块进行通信，24L01是一款高速低功耗的无线通信模块。他能传输上千米的距离（加），而且价格较便宜，采用总线通信模式电路简单，操作方便。考虑到系统的复杂性和程序的复杂度，我们采用方案三作为本系统的通信模块。 1.2 微控制器的比较和选择方案一：采用传统的89S52单片机作为主控芯片。此芯片价格便宜、操作简便，低功耗，比较经济实惠,但是应用很局限，且要求较高时传统的89S52单片机达不到要求。方案二：采用公司生产的430F149系列单片机作为主控芯片。此单片机是一款高性能的低功耗的16位单片机，具有非常强大的功能，且内置高速12位。但其价格比较昂贵，而且是贴片封装，不利于焊接，需要制板，大大增加了成本和开发周期。方案三：基于公司3内核的32F103系列处理器，采用串行单线调试和，通过调试器你可以直接从获取调试信息，从而使产品设计大大简化，主要应用于要求高性能、低成本、低功耗的产品。根据系统需要，从性能和价格上综合考虑我们选择方案三，即用32F103作为本系统的主控芯片。 1.3 串行通信方式比较和选择 485串行通信：该接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰性好。具有多机通信能力，这样用户可以利用单一的485接口方便地建立起设备网络。接口组成的半双工网络，一般只需二根信号线，所以它的接口均采用屏蔽双绞线传输，数据信

网络通信模块电路设计

xx学院综合性实验报告一、实验目的使用Altium Designer设计一个基于ENC28j60的网络通信模块。二、实验仪器或设备 1.一台计算机。 2.Altium Designer软件。三、总体设计 (一)新建工程 (二)元件的制作 2.1.制作ENC28j60芯片的封状 2.2.制作HR911105模块的封装 (三)绘制电路原理图 3.1.系统供电电路 3.2.ENC28j60通信电路 3.3.HR911105网络接口电路

(四)电路原理图的后续操作 4.3.元件的标注 4.4.更改元器件的PCB封装 4.5.原理图的编译与查错 4.6.生成元器件报表 4.7.生成网络报表 (五)绘制PCB电路板 5.1.规划电路板 5.2.装入网络表和元件封装 5.3.元件的布局 5.4.自动布线 5.5.手工修改布线 (六)PCB设计的后续操作 6.1.重新定义电路板形状 6.2.覆铜 6.3.字符串信息整理 6.4.DRC检查 6.5.打印电路图 6.6.打印PDF文档四、实验步骤 1.新建工程

电力线载波通信系统的物理层仿真方法的

科技信息2013年第7期ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 0引言电力线载波通信系统以电力线为数据传输介质。随着通信技术的发展，基于FSK/BPSK的单载频技术逐步被OFDM调制技术所取代。OFDM技术具有可靠的工作模式、高效的信道编码技术以及强大的纠错机制，是当今智能电网最安全、最具成本效益的通信模式。目前，基于OFDM技术的窄带电力线载波通信（NB-PLC）标准主要有PRIME、G3-PLC、IEEE P1901.2和ITU-T G.9955。PRIME是一个由供电公司、行业厂家和大学研究所构成的联盟合作开发的基于OFDM电力线技术的公开标准。G3-PLC是由法国电网输送公司（ERDF）发起，专为智能电网通信而设计的全球电力线通信开放协议。IEEE P1901.2旨在实现PRIME和G3-PLC的融合和互用。G3-PLC通常用于自动抄表（AMR）、能源控制和电网监测等低速数据通信场合，本文主要针对G3-PLC协议规定的物理层开发和仿真方法展开讨论。 1系统结构 G3-PLC协议以OFDM为核心技术，支持欧洲电工标准委员会（CELENEC）在内的多个频段，最高可达到180kHz。协议采用400kHz 的采样率，将DC-200kHz的低频段分为128个OFDM子信道，子信道间隔为1.5625kHz，利用256点FFT将待传输数据由频域变换到时域，经过电力线载波信道，传送到接收端。其中CELENEC A频段为35.938kHz~90.625kHz，该频段共占用36个子信道，发射机在数据发送时，将数据映射到这36个有效子载波上，同时将其他子载波填充无效数据。采用DBPSK或DQPSK映射，正常模式下可支持33.4kbps的最大数据传输速率。协议物理层模块主要包括前向纠错码的编码（FEC Encoder）与解码（FEC Decoder）模块、OFDM调制与解调模块和模拟前端模块（AFE）。其中OFDM解调模块除了FFT模块和解映射模块（Demap）外，还包括信号同步模块（Sync/remove CP module）和信道估计（Channel Estimation）。图1是G3-PLC物理层OFDM收发器系统框图。图1G3-PLC物理层OFDM收发器系统框图 2FEC编码与调制模块 FEC编码模块主要包括数据加扰器（scrambler）、里德-所罗门编码器（RS Encoder）、卷积码编码器(CC Encoder)和交织器（interleaver）四个子模块。数据加扰器使输入数据的分布显得更随机，生成多项式长度为7；卷积码的数据率为r=0.5，K=7；RS编码器主要参数为（255，239，8）。 FEC解码模块对应于编码模块，主要包括解交织器（De-interleaver）、里德-所罗门解码器（RS Decoder）、维特比解码器（Viterbi decoder）和解加扰器（De-scrambler）四个子模块。首先，对四个子模块对应的编码解码模块进行一对一的实现和仿真。由于RS Encoder、RS Decoder，CC Encoder和viterbi decoder是FEC编解码模块的核心，我们以上述模块的联合仿真示例。其次，为构造一个完整的系统链路，我们添加随机数产生器（Random bits generation）、DBPSK Map/Demap module及AWGN module，可同时得到3组性能仿真曲线，分别为uncoded BER、CC coded BER和CC+RS coded BER曲线。其中，DBPSK Map模块的复数输出数据流可以作为下一节将要介绍的OFDM调制/解调模块的输入，FEC模块仿真框图如图2所示。图2FEC模块仿真框图 3OFDM编码与调制器模块当接收机检测到信号到达时，首先需要进行信号同步和信道估计，这里我们将信号同步和信道估计简化为Choose Proper256 samples模块。在实现OFDM基本功能后，后续可根据系统性能的需要来添加不同实现的信号同步模块和信道估计模块。然后，经过FFT变换，进行整数倍频偏的估计和纠正，此时得到的数据是比特流映射后的数据。对该数据进行相应的解调，然后再进行解码处理，就可得到发送的比特流。根据G3和G9955文档，我们提出图3所示OFDM调制/解调模块功能仿真框图。如果选择合适的话，DBPSK Demapping的输出向量几乎等于DBPSK Mapping的输入向量*0.5（每个数据都变为原来的一半）。图3OFDM调制/解调模块功能仿真框图 4仿真结果 FEC编码解码模块的仿真结果如图4所示，我们可以看到，随着卷积码编码解码模块和RS编码解码模块的加入，G3-PLC系统的性能指标越来越好，可见G3-PLC系统具有很强的数据纠错能力。经与文献理论曲线对照，我们仿真得到的性能曲线符合要求，可用于集成到G3-PLC系统的物理层仿真系统中。 OFDM调制解调模块仿真结果如图5所示，与文献提供理论曲线完全相符。这表示，可用于集成到G3-PLC系统的物理层仿真系统中。我们可以将设计的OFDM调制解调模块集成到G3-PLC系统的物理层仿真中去。电力线载波通信系统的物理层仿真方法的研究任志胜林平分（北京工业大学嵌入式系统重点实验室，中国北京100124）【摘要】基于正交频分复用技术（OFDM）的电力线载波通信系统物理层的开发和仿真应该采用模块化的方法，最好的办法就是把整个系统以及仿真分割成一个个的小模块进行，对每一个模块都进行独立的测试。非常重要的是，在理想信道（如AWGN高斯加性白噪声静态信道）下，每一个模块的性能都应达到理论上最优的效果。每一个模块的执行也应该灵活化（如参数化），这样有利于整个系统的仿真环境建立。【关键词】OFDM；电力线载波通信模块化；AWGN理想信道 ○高校讲坛○ 171

通信电源风扇电路设计模块

通信电源风扇电路设计规范 2000-12-30发布 2000-12-30实施深圳市华为电气技术有限公司

前言本技术规范根据邮电部标准《通信用高频开关电源设备进网质量认证检验实施细则》等系列标准编制而成。本规范于2000年12月30日首次发布。本规范起草单位：一次电源研究部、研究管理部技术管理处本规范执笔人：史立生本规范主要起草人：史立生李洪文方旺林张强沈楚春本规范标准化审查人：余海清本规范批准人：方强本规范修改记录：

更改信息登记表

目录摘要 (1) 缩写词/关键词/解释 (1) 1.来源 (1) 2.适用范围 (1) 3.规范满足的技术指标（特征指标） (1) 4.详细电路图 (1) 5.工作原理简介 (1) 6.设计、调试要点 (1) 7.LC网络仿真设计 (1) 8.元器件明细表(详见附录) (1) 9.附录 (1) 附录1.元器件明细表 (1)

摘要本规范介绍了公司20A/25A、50A、30A/50A、100A/100A-2、老200A、优化200A整流模块中的风扇电路，包括原理电路、基本工作原理、主要参数选择、设计注意事项、不同电路的特点等。用以指导相关产品风扇电路的设计。缩写词/关键词/解释 FAN：风扇 1.来源本规范中的电路来源于H1412Z/H2412Z、H1415Z、H2415Z、H141AZ、H241AZ、H141KZ、H241KZ产品的相关单板，已经在以上产品中得到的批量使用验证。 2.适用范围本规范适用于通信电源、电力操作电源、UPS等需要用风扇进行强迫冷却的场合. 3.规范满足的技术指标（特征指标）风扇正常工作时，整流模块内部温度不超过规定限值。风扇正常工作时，整流模块噪音不超过50dB。风扇故障时，根据需要可提供故障报警。 4.详细电路图