基于ST7538的电力线载波通信接口设计

基于ST7538的电力线载波通信接口设计

一、基于ST7538的电力线载波通信接口设计(论文文献综述)

郭卫兴[1](2015)在《面向多节点分布液控阀的数据传输研究》文中提出为实现油田持续高产,生产中需要频繁更换注水层来调配各层注水量。现有测调工艺中,常采用机械投捞式方式来逐层调配流量,不但效率低、设备故障率高,而且很难对井下层间状态信息进行实时检测反馈。现有分层注水工艺中存在机械改进难度大、注水效率低、多层设备联调自动化程度低等问题,难以满足油田生产实时调控与监测的需要;同时鉴于智能井系统在我国技术积累少、实施成本高等现实情况,极有必要研究一种适合分层注水工艺的低成本、通用性强的智能测调用通信系统。本文研制了一套适合对多节点分布液控阀的数据传输系统,以方便地面控制系统对各层级注水装置进行远程实时监测与调控。为减少电缆铺设的成本和技术难度,本文结合低压电力线载波技术,通过井中电力电缆实现地面系统和井下设备间的数据和电能传输;并采用具有较强数据处理能力和丰富外设的DSP芯片,来完成对注水层的状态信息检测处理和流量调控。设计中采用紧凑型硬件电路设计,以满足液控阀的狭窄舱体空间体积要求。首先,根据地面控制系统对多节点设备实时监控和硬件系统狭小空间安放的要求,以多节点通信网和体积紧致型的硬件为主要研究目标,给出了系统总体方案。其次,围绕总体方案,采用模块化设计方法,将系统划分为主控系统、载波模块、电源模块,分别进行分析设计,以便于系统扩展与移植。主控系统以DSP28069为主控芯片,完成控制指令编写、数据分析处理和通信协议设计;载波通信模块采用FSK调制技术,以调制解调器ST7538为核心搭建主控器与电缆信道之间的可靠通信接口;电源模块根据系统功耗需求,设计出低功耗电能转换电路以实现节能型供电。最后,设计完成了通信系统实验,并在实验室条件下进行了室内模拟实验和耐温测试实验。经实验测试,系统各功能模块均工作正常,能完成基于主从式通信的多节点设备间的数据传输,初步达到了系统任务要求,为后期系统功能完善提供了依据。

李玉平,罗友,秦会斌,张稳[2](2014)在《基于电力线载波通信的智能家居控制系统设计》文中研究说明为了提高智能家居控制系统的稳定性和可靠性,在分析了电力线载波通讯技术特点的基础上,将电力线载波技术应用到智能家居控制系统中。该系统以STM32主控制器为核心,内嵌WEB服务器,结合GPRS网络、电力线载波通信技术以及传感器技术,可以实现对室内环境信息、家电开关、门窗等的远程智能控制。介绍了该系统的总体设计方案、软硬件实现方法。实验和研究结果表明,系统能够很好的满足远程家庭智能控制的需求,通信成功率也达到实验要求。该系统简便、稳定,可靠性强,易于扩展。

陈杰春,孙志明[3](2014)在《低压电力线载波自动抄表系统设计中的关键问题》文中研究指明设计了一种以C8051F系列微处理器与ST7538Q载波芯片为核心元件的电力线载波Modem。为了提高自动抄表系统的可靠性,探讨了基于人工蛛网与Dijkstra算法相结合的路由组网策略。针对系统存在故障节点的情况,以双层蛛网为例作了仿真分析,仿真结果表明:采用Dijkstra算法比遗传算法的求解速度快,搜索到最优路径的成功率也较高。

亓夫军,刘培剑,李鸿儒[4](2014)在《可控源电磁勘探中的电力线载波通信设计》文中指出以电力线载波调制解调芯片ST7538和单片机STM32F103CVT6为核心,设计了一种用于海洋拖缆的电力线载波通信系统。该系统能在不加额外通信线缆的基础上,实现FSK调制的载波通信,最高波特率可达4.8Kbps,给使用拖缆作为水面水下电力供应的海洋勘探项目提供了一种不需要附加线缆的通信方式。

韩荣宝[5](2013)在《利用电力线通信的OLED智能照明系统研制》文中提出随着生活水平的不断提高,人们对照明的要求不再是单纯地为得到一定的亮度,智能化、艺术化照明逐渐进入大众的视野,也成为了人们的要求。另外,为应对能源短缺和环境污染问题,人们在各个领域都采取了不同的节能措施,而照明作为能源消耗的大户,在其领域内实施节能措施十分必要。有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)具有效率高、面光源、重量轻、颜色丰富、可制作在柔性衬底上等优点,与无机LED相比不存在散热问题,是目前最有希望替代白炽灯、节能灯以及高强度气体放电灯等传统光源的新型绿色固态室内照明光源。电力线通信技术具有无需重新布线、投资少、施工简单且易于扩展、管理和维护,不会产生电磁辐射等优点,使其非常适合用于室内智能照明领域。随着技术的进步,阻碍电力线通信技术发展的技术瓶颈逐渐被攻克,电力线通信的稳定性也得到了极大的提高。本文设计了一种以OLED作为照明光源,利用电力线通信技术实现网络通信的智能照明系统。该智能照明系统包含很多个智能OLED照明模块,各个智能OLED照明模块之间通过电力线连接成网络。其中每一个智能OLED照明模块均由五部分组成:电力载波通信模块、微处理器模块、传感器检测模块、可控恒流源模块以及OLED灯具。本系统中微处理器采用ATMEL公司的AT89C52单片机,主要负责实时检测环境信息和调节灯具状态。电力载波通信模块的核心器件采用ST公司的电力载波调制解调芯片ST7538,用于完成电力线上传输的信号的调制解调工作。照度传感器采用Intersil公司的数字式照度传感器ISL29003,它可以实时检测环境照度并以数字量的形式发送给单片机。为了提高电力线通信的准确性和可靠性,我们利用电力载波调制解调芯片ST7538的载波检测功能较好的实现了基于CSMA/CD(Carrier Sense MultipleAccess/Collision Detect)协议的通信,采用改进的1-坚持算法有效的减少冲突。设定了通信系统的帧结构,完成电力线通信发送接收子程序、照度检测调节子程序以及系统控制主程序的编写。最终通过实验证明本文设计的电力载波通信模块可以保证在300米长的电力线范围内能可靠通信,完全满足智能照明系统的设计要求。采用PID比例算法设计了智能调光程序,可以在80ms内完成照度的自动调节并进入稳定状态,稳态误差不超过1%。

俞斌,汤群芳[6](2012)在《矿井气体检测及其基于电力线载波通信技术的远距离数据传输》文中进行了进一步梳理提出了一种矿井气体检测及其基于低压电力线载波通信(PLCC)技术的远距离数据传输方案。该方案中,LPC2132为主控芯片,对井下CO、CO2、CH4等气体采用红外检测法采集气体体积分数,并对数据进行适当处理后,通过电力线载波芯片ST7538调制到电力线上并传至地面控制中心。给出了PLCC系统的硬件设计电路图和软件设计流程图,并通过Matlab进行了仿真。仿真结果和试验结果表明,该系统具有高可靠性,适合井下数据传输。

曾素琼[7](2012)在《嵌入式电力线载波通信模块设计及其智能应用》文中进行了进一步梳理设计了基于LPC2132与ST7538低压电力线载波通信模块系统,重点介绍系统的实现过程;对模块系统作硬件和软件设计,对模块在智能家居上的应用作设计及分析;模块应用试验:±12V供电,通信速率:4800bps,每帧长度:128Byte,电力线载波频率:82±0.3kHz,通信距离:约500m,通过实验,模块成功地应用在智能家居上;模块应用时只需加少量元器件、控制芯片,可方便地应用于窄带低压电力线载波通信各场合,设计具有结构简单、工作方式灵活、可靠、抗干扰能力强等特点。

王婷,叶晓靖,黎德生,阮世豪,翁锦深,李晓天[8](2012)在《基于ST7538的电力载波通信系统设计与应用》文中认为电力载波通信是一种简便,有效的数据传输方式。全面介绍了电力载波调制解调芯片ST7538的功能、特点及工作原理。设计了以ST7538为调制解调芯片与AT89C2051为核心控制器的电力载波控制系统的硬件连接和软件控制,并着重设计了ST7538与单片机的接口电路和电力线接口电路。对该电力载波控制系统的应用做了相应的介绍。

李晓燕[9](2012)在《基于电力线载波通信的数据包侦听工具设计》文中提出本文在分析低压电力线载波通信信道特性和探讨扩频通信技术的基础上,重点完成了电力线载波通信数据包侦听工具的设计并使用FIR滤波器对其进行了改进。在详细的理论分析之后,对国内目前的电力线载波芯片市场做了调查,选用了五款常用电力线载波芯片和一款内部资源丰富的单片机来完成设计。主要从硬件电路图设计和软件流程编写两个方面详细介绍了设计过程。在上述设计的基础上,对具有多种载波频率的两款芯片的外围电路带通滤波器部分进行了改进,主要采用的是基于FPGA的FIR带通滤波器,实现两种芯片的多载波频率切换。

雷钢,时伟,张晓民[10](2012)在《基于ST7538的一种低压电力载波模块设计》文中研究说明通过对国内外低压电力线载波技术的了解和研究,并查阅了大量的相关资料,搭建出一个实际的、以ST7538为核心的低压电力载波通信系统。对该系统的硬件电路进行全面细致的分析研究,在软件方面也做了一些工作,并在实验室和现场环境中测试了其通信效果。为智能小区内以家用电气设备为控制对象的载波模块提供了设计方案。

二、基于ST7538的电力线载波通信接口设计(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于ST7538的电力线载波通信接口设计(论文提纲范文)

(1)面向多节点分布液控阀的数据传输研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 研究的目的与意义
    1.2 液流控制技术研究现状
        1.2.1 机械式液流控制技术
        1.2.2 电控式液流控制技术
        1.2.3 压控式液流控制技术
    1.3 数据传输方式研究现状
    1.4 国内外研究现状分析
    1.5 主要研究内容
第2章 总体方案设计
    2.1 引言
    2.2 系统任务要求
    2.3 注水流量调控策略分析
    2.4 信号传输通信技术分析
        2.4.1 电力线载波通信技术概述
        2.4.2 信号载波传输技术选择
        2.4.3 FSK载波调制技术分析
    2.5 基于载波传输的系统总体方案设计
    2.6 液控阀空间布局分析
        2.6.1 主要结构参数和技术要求
        2.6.2 层间信息检测装置选择
        2.6.3 硬件系统布局安放
    2.7 本章小结
第3章 控制系统的硬件设计
    3.1 引言
    3.2 供电子系统设计
        3.2.1 电力传输及一级电能转换
        3.2.2 子系统电源设计
    3.3 主控器选择及设计
        3.3.1 DSP28069最小系统设计
        3.3.2 DSP28069外围电路设计
    3.4 电机闭环控制分析
        3.4.1 电机选型
        3.4.2 电机控制策略研究
    3.5 层间状态信息检测处理策略
        3.5.1 流量信号检测策略
        3.5.2 压力信号检测策略
        3.5.3 温度信号检测处理策略
    3.6 上位机系统设计
        3.6.1 键盘设计分析
        3.6.2 显示单元设计分析
    3.7 本章小结
第4章 传输电缆信道分析及载波通信系统设计
    4.1 引言
    4.2 传输电缆信道模型仿真分析
        4.2.1 传输电缆特性参数分析计算
        4.2.2 注水系统传输线模型设计
        4.2.3 注水系统传输线模型分析
    4.3 信号载波传输系统设计
        4.3.1 调制解调器选择
        4.3.2 调制解调器外围电路设计
        4.3.3 系统通信硬件连接设计
    4.4 系统通信协议
        4.4.1 基于SPI同步通信的时序分析
        4.4.2 差错控制及数据帧设计
        4.4.3 多节点通信软件设计
    4.5 本章小结
第5章 系统防护处理及实验
    5.1 引言
    5.2 系统防护处理
        5.2.1 元器件选择
        5.2.2 电路板设计与防护
        5.2.3 下位机隔热保护研究
        5.2.4 上位机系统耐低温处理
    5.3 系统模拟实验
        5.3.1 实验平台搭建
        5.3.2 下位机数据采集实验
        5.3.3 双机通信实验
        5.3.4 多机通信联测实验
        5.3.5 控制系统温度实验
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
附录A
附录B
附录C
附录D

(2)基于电力线载波通信的智能家居控制系统设计(论文提纲范文)

1 系统的整体结构
2 系统硬件设计
    2.1 主控模块
    2.2 电力线载波模块
        2.2.1 载波芯片的选择
        2.2.2 ST7538芯片的主要工作原理
        2.2.3 电力线接口电路设计
        (1)发送滤波电路
        (2)接收滤波电路
        (3)耦合保护电路
    2.3 分机模块
3 系统软件设计
    3.1 WEB服务器的构建
    3.2 GPRS DTU的配置
    3.3 微控制器底层驱动及载波通信软件设计
4 实验及结果分析
5 结束语

(3)低压电力线载波自动抄表系统设计中的关键问题(论文提纲范文)

1 自动抄表系统的总体结构①
2 低压电力线载波Modem的设计
    2.1 硬件电路
    2.2 软件
3 电力线载波通信的路由算法
    3.1 基于人工蛛网的组网算法
    3.2 人工蛛网的重路由算法
4结束语

(4)可控源电磁勘探中的电力线载波通信设计(论文提纲范文)

1.引言
2.PLC调制技术
3.通信系统硬件设计
    3.1芯片选型
        (1)调制解调芯片ST7538
        (2)主控芯片STM32
    3.2系统硬件设计
    3.3接口设计
4.通信系统软件设计
    4.1软件流程设计
    4.2 IO口模拟SPI通信设计
5.实验结果
6.小结与展望

(5)利用电力线通信的OLED智能照明系统研制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 固态照明简介
        1.2.1 无机 LED 发展及现状
        1.2.2 有机发光二极管的发展及现状
    1.3 智能照明系统简介
        1.3.1 智能照明系统定义及结构
        1.3.2 智能照明系统的特点
        1.3.3 智能照明系统的发展及现状
    1.4 课题研究意义
    1.5 本论文的主要内容
第2章 智能照明系统主流协议介绍
    2.1 ACN 及 ART-NET 协议
    2.2 DALI 协议
    2.3 欧洲安装总线(EIB)
    2.4 C-BUS 协议
    2.5 X-10 协议
    2.6 本章小结
第3章 系统硬件电路设计
    3.1 微处理器选择
    3.2 电力载波通信模块设计
        3.2.1 电力载波通信芯片选择
        3.2.2 电力载波调制解调芯片 ST7538 简介
        3.2.3 电力载波通信模块电路设计
    3.3 传感器模块设计
        3.3.1 照度检测电路设计
        3.3.2 红外检测电路设计
    3.4 本章小结
第4章 通信协议及系统软件设计
    4.1 CSMA/CD 通信协议简介与实现
    4.2 通信系统帧结构
    4.3 系统软件设计
        4.3.1 智能照明系统主程序
        4.3.2 电力载波通信程序
        4.3.3 照度调节子程序
    4.4 本章小结
第5章 系统调试
    5.1 电力载波通信模块调试
    5.2 智能调光调试
第6章 论文总结与展望
参考文献
作者简介及攻读硕士期间发表的论文
致谢

(6)矿井气体检测及其基于电力线载波通信技术的远距离数据传输(论文提纲范文)

0 引 言
1 整体设计
2 气体检测方法
3 远距离传输设计
    3.1 ST7538与LPC2132的接口设计
    3.2 耦合和放大电路设计
    3.3 软件设计
    3.4 PLCC系统仿真
4 试验测试
5 结 语

(7)嵌入式电力线载波通信模块设计及其智能应用(论文提纲范文)

0 引言
1 低压电力线载波通信系统结构
2 系统硬件设计
    2.1 微控制器
    2.2 低压电力线通信接口
    2.3 系统的硬件连接
3 软件设计
    3.1 主控制器软件设计
    3.2 电力线载波通信软件设计
4 电力线载波模块应用
    4.1 电力线载波模块应用特性
    4.2 模块在智能家居上的应用设计 (以控灯、空调、窗帘、热水器为例)
5 结语

(8)基于ST7538的电力载波通信系统设计与应用(论文提纲范文)

1 引言
2 系统总体结构设计及工作原理
3 主控制器系统架构
    3.1 主控制器
    3.2 通信接口
    3.3 电力载波调制解调器
        3.3.1 ST7538的产品特点
        3.3.2 ST7538的工作原理
4 ST7538单片机接口电路与电力线接口电路设计
    4.1 ST7538与AT89C2051单片机接口电路
    4.2 电力线接口电路设计
5 载波通信系统软件设计
6 电力载波技术的应用
7 结论

(9)基于电力线载波通信的数据包侦听工具设计(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究电力线载波通信的意义
    1.2 电力线载波芯片简介
    1.3 电力线载波芯片市场发展趋势分析
    1.4 本文的研究内容和任务
第二章 低压电力线传输特性分析
    2.1 低压电力线载波通信信道传输模型
    2.2 低压电力线载波通信信道干扰噪声特性分析
    2.3 低压电力线载波通信信道输入阻抗特性分析
    2.4 低压电力线载波通信信道信号衰减特性分析
第三章 通信系统数字技术
    3.1 二进制数字调制技术
        3.1.1 2ASK
        3.1.2 2FSK
        3.1.3 PSK
    3.2 扩频技术
        3.2.1 扩频通信技术的定义
        3.2.2 扩频通信技术的理论基础
        3.2.3 扩频增益
        3.2.4 扩频通信技术的几种工作方式
第四章 电力线载波通信系统数据包侦听工具设计
    4.1 总体设计思路
    4.2 硬件部分设计
        4.2.1 SC1128外围硬件电路及与单片机接口电路
        4.2.2 PL2102外围硬件电路及与单片机接口电路
        4.2.3 PLCI38-III-E外围硬件电路及与单片机接口电路
        4.2.4 MI200E外围硬件电路及与单片机接口电路
        4.2.5 ST7538外围硬件电路及与单片机接口电路
        4.2.6 单片机部分
    4.3 软件部分设计
        4.3.1 SPI、UART、I~2C简介
        4.3.2 各芯片工作方式及参数设置
        4.3.3 软件编程
第五章 基于FPGA的可变载波频率数字带通滤波器改进
    5.1 数字信号处理和数字滤波
        5.1.1 数字滤波概述
        5.1.2 数字信号处理器的特性
    5.2 FPGA概述
        5.2.1 FPGA的发展现状
        5.2.2 FPGA的结构
        5.2.3 VHDL语言简介
        5.2.4 FPGA的开发环境
        5.2.5 FPGA的设计流程
    5.3 可变载波频率数字带通滤波器的设计
        5.3.1 FIR数字滤波器理论基础
        5.3.2 FIR数字滤波器的模型设计
        5.3.3 利用MATLAB设计相关参数
        5.3.4 滤波器的模块划分
        5.3.5 设计过程及相关程序
第六章 结论
    6.1 主要结论
    6.2 研究展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢
附录

(10)基于ST7538的一种低压电力载波模块设计(论文提纲范文)

1.低压电力载波模块硬件电路设计
    1.1系统结构
    1.2开关电源电路设计
    1.3接口电路设计
2.软件设计
3.结束语

四、基于ST7538的电力线载波通信接口设计(论文参考文献)

  • [1]面向多节点分布液控阀的数据传输研究[D]. 郭卫兴. 哈尔滨工程大学, 2015(07)
  • [2]基于电力线载波通信的智能家居控制系统设计[J]. 李玉平,罗友,秦会斌,张稳. 电子器件, 2014(03)
  • [3]低压电力线载波自动抄表系统设计中的关键问题[J]. 陈杰春,孙志明. 化工自动化及仪表, 2014(06)
  • [4]可控源电磁勘探中的电力线载波通信设计[J]. 亓夫军,刘培剑,李鸿儒. 电子世界, 2014(04)
  • [5]利用电力线通信的OLED智能照明系统研制[D]. 韩荣宝. 吉林大学, 2013(09)
  • [6]矿井气体检测及其基于电力线载波通信技术的远距离数据传输[J]. 俞斌,汤群芳. 低压电器, 2012(22)
  • [7]嵌入式电力线载波通信模块设计及其智能应用[J]. 曾素琼. 计算机测量与控制, 2012(08)
  • [8]基于ST7538的电力载波通信系统设计与应用[J]. 王婷,叶晓靖,黎德生,阮世豪,翁锦深,李晓天. 现代商贸工业, 2012(11)
  • [9]基于电力线载波通信的数据包侦听工具设计[D]. 李晓燕. 兰州大学, 2012(09)
  • [10]基于ST7538的一种低压电力载波模块设计[J]. 雷钢,时伟,张晓民. 中州大学学报, 2012(01)

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