34600字硕士毕业论文电力载波传输理念下照明控制与防盗技术的研究与实现
论文类型：硕士毕业论文
论文字数：34600字
论点：载波,电力线,电源
论文概述：
低压电力线载波技术使得路灯系统利用现有的电力线作信息传递的传输介质，省去了类似 RS485、无线技术的大量铺线工程或可靠性得不到保障，是一种非常经济和便利的控制方式。CDMA 技术以其
论文正文：
第一章SXDC-2电力载波系统的设计与实现
1.1电力载波控制电源设计
电力载波本身是一种用于数据传输和信息交换的50HZ基波载波(在中国)。如果其电源本身的纯度不够，很难找到电磁兼容干扰电力载波通信的原因，从而在工程实践中造成各种问题并影响可靠性。因此，我们必须设计一个符合电力线载波的电源，即电源本身不会影响载波电路。即使载波数据过程中存在干扰，也是一个外部因素(如电网高阶波、电器频繁动作、感应闪电、大电容设备运行等)。)。基于SXDC-2的电力载波调制解调器必须使用DC3.3v和DC12v纯功率作为内部计算和数据发送与接收。
1。工程磁学领域中常见的电源不过是线性稳压电源和开关电源。每个都有自己的缺点。线性电源的调节管工作在放大状态，热值大，效率低，需要增加大体积散热片和大重量大体积工频变压器；开关电源的调节管工作在饱和和截止状态，发热少，效率高，节省了大量变压器。然而，开关电源的DC输出上会叠加大的波。此外，因为开关管开关会立即产生大的尖峰干扰，所以必须在电路中增加辅助电路来改善它。相对而言，线性电源没有上述缺陷。从上表不难看出，在需要电源效率和安装体积的情况下，开关电源是优选的，而在需要电磁干扰和电源纯度的情况下，线性电源是优选的。
2。用于功率载波调制器的电容降压线性电源。首先，根据我们的实际应用，必须选择线性电源作为载体的能量功率。同时，通过不断探索、优化设计和减少设备体积，可以最大限度地降低设备成本，提高电源的性价比。我们设计的电容式降压线性电源具有以下特点:a .电路结构非常简单，体积小，重量轻，有利于电子设备的小型化；b、省去了电力变压器，对元器件要求不高，成本很低，对降低电子设备成本有很大的作用；电容降压电路是电流源，只有通过改变参考电压元件才能获得宽范围内的任何DC电压源；这种电路在输出DC电压和输入交流电源之间没有隔离，因此，它在没有隔离的电子设备中使用，更适合SXDC-2功率载波调制器。
1.1.1电容降压线性电源的原理
当正弦交流电源U(例如220伏交流电压50HZ)施加到电容电路时，电容器两个极板上的电荷和极板之间的电场都是时间的函数。换句话说，电容器上电压和电流的有效值和幅度也遵循欧姆定律。也就是说，当施加到电容器的电压在幅度和频率上恒定时，稳定的正弦交流ic将流动。容抗越小(电容值越大)，流经电容的电流就越大。如果合适的负载与电容器串联，可以获得降低的电压源，该电压源可以被整流、滤波并以稳定的电压输出。电容器只处理电路中的能量，不消耗能量，因此电容器降压电路的效率非常高。
电路由降压电容、限流、整流滤波、稳压分流电路等组成。
1。降压电容器:相当于普通稳压电路中的降压变压器，直接连接到交流电源电路，几乎承载所有交流电源u。应选择非极性金属薄膜电容器。
2。限流电路(Current limitation circuit):在接通电源的时刻，可能是u的正半周或负半周的峰峰值，此时瞬时电流会很大，所以在回路中应该串联一个限流电阻，以保证电路的安全性。
3。整流滤波:有半波整流和全波整流，与普通DC稳压电源电路的设计要求相同。
4。稳压分流:在降压电路中，电流有效值ⅰ稳定，不受负载电流大小变化的影响。因此，在稳压电路中，需要分流电路来响应负载电流大小的变化。
1.2波阻制造
电力线载波通信技术已逐渐成为国内外通信领域的研究热点，市场潜力巨大。世界上有许多性能良好的调制技术。然而，由于低压电网的特殊性，特别是国内电网的“混沌”，其通信环境相当恶劣，突出表现为噪声大、干扰大、阻抗变化大、载波信号衰减大和多径干扰大。许多国外技术无法在国内低压电力线上实现高可靠性传输。因此，迫切需要研究开发具有中国特色的调制调解辅助技术，即低压电力线载波阻波器。在实际使用过程中，我们发现基于SXDC-2的电力线载波调制和调解设备与波阻器相结合，能够在1K和8K之间实现平稳的数据传输[28，29，30]。
1.2.1低压电力线载波阻波器
传统宽带线路阻波器有两种主要类型，即双频展宽型和高通型。他们的调谐理论是基于理想化的电路，所以理论计算本身有很大的误差。同时，测量理论和方法也存在许多问题。鉴于这两个原因，线路阻塞器频率特性的理论计算和实际测量之间长期存在非系统和非随机误差。然而，这种误差的消除只能通过在阻波器调试过程中反复改变元件中的参数来解决，这不仅费时费力，而且具有很大的盲目性。的确，在早期产品中，由于云母电容器体积小，电容值的变化可以串联和并联调节。然而，随着低压电力载波行业的发展，对大电流、可变电流(阻抗)和宽带阻波器的需求增加，需要在产品中使用新的元件，必须解决与元件参数相关的容量选择和误差问题。经过长期的研究和实践，我们终于从理论设计和实际应用两方面解决了上述问题，使阻波器频率特性的理论值和实测值之间的误差在工程允许的范围内。我们从分析部件的频率特性开始，然后分析部件和整体的频率特性，最后形成新调谐理论的核心思想，即阻波器的调谐回路可以等效于由并联的主回路和副回路组成的双端网络。它不仅适用于宽带阻波器，也适用于单频阻波器。该系统的另一个突出标志是在全频率范围内建立了宽带波阻滞器的调谐理论。
第三章SXDC-2电力载波系统的设计……26-41
3.1电力载波控制电源的设计……26-31
3.1.1电容式降压线性电源的原理……27-28
3.1.2 12V电源电路原理……28-30 [/BR/] 3.1.3 3.3V电源电路原理……30-31[/溴/] 3.2阻波剂的制造……31-36
3.2.1低压电力线载波阻波器的设计……31-32 [/BR/] 3.2.2电力线载波调制解调器的设计……36-40
用于……32-36 [/BR/] 3.3 SXDC-2 3.3.1存在的问题和解决方案……36-37 [/BR/] 3.3.2 SXDC-2电力载波调制解调器……37-38 [/BR/] 3.3.3耦合电路设计……38-39
3.3.4信号接收部分的电路设计……39-40
3.3.5信号传输电路部分……40 [/BR/] 3.3.6通信测试……40[/比尔/] 3.4本章概述……40-41
第四章系统的设计与实现……41-71
4.1系统计划……41-43
4.2电脑设计……43-53
4.2.1开发工具和数据库……43 [/BR/] 4.2.2系统主要功能……43-44[/比尔/] 4.2.3规划……44-53
4.3网络设计……53-56
4.3.1公私伙伴关系协议实施……53-55
4.3.2美国电话电报公司指令和码分多址接入互联网……55
4.3.3配置CDMADTU……55-56 [/BR/] 4.4下层计算机设计……56-66 [/BR/] 4.5电力载波用户数据流设计……66-70
4.6本章概述……70-71
结论
路灯监控系统有许多方案。该系统采用基于电力线载波和码分多址接入互联网的技术，分为上下两级，实现广域路灯的集中管理和控制。第一阶段是在箱式变压器中实现路灯控制、总电流和电压采集。第二级可以实现单灯控制、节能、电缆防盗、照明率统计等。并且可以将每个节点的数据连接到互联网上，实现路灯的远程管理。一方面，下位机集中器使用载波接口接收单个灯的数据，另一方面，它使用码分多址接口将集中的数据传输到互联网。管理中心软件从互联网获取数据并集中管理。同时，它可以向每个单灯终端发送控制命令，实现集中控制。低压电力线载波技术使路灯系统利用现有的电力线作为信息传输的传输介质，省略了大量类似RS485和无线技术的线路铺设项目，或者可靠性得不到保证，是一种非常经济方便的控制方法。码分多址技术具有永远在线、对数据流收费的特点，使得控制系统的数据可以接入互联网，实现大范围的集中管理和控制。
本课题的研究表明，基于低压电力载波和码分多址技术的路灯控制系统是可行和有效的，将代表路灯管理发展的新趋势。该系统上位机软件采用DELPHI技术编写，实现电量显示、路灯开关、线路防盗等功能。远程网络传输采用中国电信码分多址网络技术和互联网技术。下位机网络采用电力载波技术，下位机电源、阻波器和耦合器均自行设计开发。该系统已成功完成300台电力箱式变压器的实验设计和实际运行。在实际环境中，数据传输速率和传输速度都达到了预期的设计要求。实践证明了载波通信的正确性和可行性。在系统准确报警的指导下，当地公安机关共逮捕了31名盗窃嫌疑人，从而抑制了路灯电缆被盗的情况，没有采取任何对策。以浙江省保江工业区为例。从2006年到2008年，路灯电缆每年被盗和维修费用约为240万元。自从“基于电力载波的路灯管理系统”应用以来，路灯电缆从未被盗过。该系统自“单级控制”用于路灯节能以来，已在浙江省试运行。从相对较长的产品使用时间来看，以浙江省绍兴经济开发区、保江工业区和镜湖国家城市湿地公园为例，平均节能率达到30%，年节能量达到250万度，相当于200多万元，相当于100吨标准煤和75吨SO2减排。
因此，系统的传输速率和可靠性将进一步提高，从而可以推广到其他通信领域。硬件系统采用高性能电力载波调试解调模块SXDC-2，对电网噪声具有很强的抗干扰能力。经过近两年的实际应用，其便携性非常便于推广应用。在项目设计过程中，遇到了许多实际问题和困难。通过解决问题和克服困难，我们逐渐丰富了知识，提高了技能，提高了实践能力。这将进一步加深对拟议载体技术的理解，并不断丰富和改进该技术，使其能够经受实践的考验。在系统成熟稳定的前提下，下一步是将该技术应用于家庭智能监控。2008年，“基于电力载波的路灯管理系统开发”被列入浙江省“国内科技合作和引进成果转化重大专项”并得到支持。
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