PL3106基于电力线载波的阀门远程控制系统PPT课件

精选,1,基于电力线载波的阀门远程控制系统(下位机),制作人：,精选,2,目录,电力线载波通信载波通信相关技术介绍Modbus通讯协议ModBus传输方式阀门硬件控制系统设计芯片的选择PL3106的功能特征系统工作原理,电力线载波模块设计系统工作原理发送电路接收电路耦合电路陶瓷滤波电路载波通信发送软件设计载波通信接收程序设计总结,精选,3,电力线载波通信,电力线载波通信:是利用电力线载波实现信息传递的通信方式的统称。该技术将载有信息的高频信号加载到电力线上，用电力线进行数据传输，通过专用的电力线调制解调器将高频信号从电力线上分离出来，传送到终端设备。电力线载波通信优点:（1）应用范围广;（2）实现成本低;（3）永久在线。,精选,4,载波通信相关技术介绍,载波调制技术：（1）幅移键控ASK：是指利用有用信号来改变正弦波幅度的一种调制方式；（2）频移键控FSK：就是用数字基带信号去改变载波的频率的一种调制方式；（3）相移键控PSK：通过数字基带信号调制载波的相位的一种调制方式。频移键控FSK它的优点是：实现比ASK复杂，但比PSK简单，抗噪声能力优于ASK调制，并有一定的抗信道衰减能力。在中低速数据传输场合中有比较多的应用。,精选,5,Modbus通讯协议,Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。特点Modbus具有以下几个特点：（1）标准、开放，用户可以免费、放心地使用；（2）Modbus可以支持多种电气接口，如RS-232、RS-485等；（3）Modbus的帧格式简单、紧凑，通俗易懂。,精选,6,ModBus传输方式,在ModBus系统中有2种传输模式可选择。ASCII模式（美国信息交换码）RTU模式（远程终端设备）模式通信，在消息中的每个8Bit字节包含两个4Bit的十六进制字符。代码系统：8位二进制，十六进制数0.9，A.F消息中的每个8位域都是一或两个十六进制字符组成,精选,7,阀门硬件控制系统设计,系统总体框架设计,精选,8,芯片的选择,PL3106，其芯片内部加入了增强型的8051CPU，在电力线载波通讯方面性能优异,精选,9,PL3106的功能特征,（1）部集成扩频通信单元以及PSK调制解调电路，数据速率可以选择500bps或250Bps；（2）内嵌增强型8051内核；（3）包括两个UART通信单元，配置灵活，UART1还可以配置为RS458通讯方式；（4）内置三个外部中断源（增加了INT2）和三个定时/计数器；（5）包含一个8为PWM波发生器，由相应引脚输出；（6）采用IIC编程接口，支持在系统编程（ISP）。,精选,10,电力线载波模块设计,如图所示,精选,11,系统工作原理,如图所示,精选,12,发送电路,载波功能发送数据时，数据从P1.7输出，此时的信号波形是频率为120KHZ，高电平为5V的方波。C1和R1、C2和R2组成的RC耦合电路将信号耦合到功率放大电路输入端。由Q1-Q4为功放电路，将信号功率放大以便于在电力线上传输，防止噪声将信号淹没。Q1和Q2分别采用9015和9014三极管，主要对信号幅度进行放大，而Q3和Q4分别采用2SC1815和2SA1015三极管，主要对信号功率进行放大。其中D1和D2采用1N4733稳压二极管，起稳压作用，稳压值为5.1V，防止电源尖峰干扰。D3和D4均为1N4148二极管，用于保护电路。,精选,13,接收电路,电阻R3防止强电压信号破坏接收电路，在本设计中取值3.3K，电容C4和电感L2组成120kHz滤波电路，取L2的电感值为1mH，C4的值为1.8nF二极管D5和D6均选用1N4148二极管，其压降为0.7V左右，这样就可以将接收信号的电压限制在-0.7V到0.7V之间。,精选,14,耦合电路,耦合电路的作用主要是耦合信号，隔离初级和次级，将强电端和弱电端隔离开来，防止强电对人体造成伤害，也可以保护芯片。图中耦合变压器的初级线圈和次级线圈圈数比为19：32，此时能达到比较理想的接收效果。D7和D8为瞬态抑制二极管，能保护后端电路，C6为220nF/275V安规电容，安规电容用于这样的场合，即电容器失效后，不会导致电击，不危及人身安全，R4为C6提供放电通道，防止插头拔掉后C6带电而产生电击危险。,精选,15,陶瓷滤波电路,经过接收电路处理之后的载波信号由SIGIN进入到陶瓷滤波器内部进行滤波，因为陶瓷滤波器通频带只可以在中频附近，所以要先将信号与600kHz信号混频至480kHz。陶瓷滤波器的中心频率f0=480kHz，当伪码长度为15位时，其默认的捕获载波同步门限为30H，带宽为7.5kHz，数据传输速率为500bps；当伪码长度为31位时，其默认的捕获载波同步门限为60H，带宽为7.5kHz，数据传输速率为250bps。经过滤波后的信号由FTLO引脚输出，进入PL3106芯片内部。,精选,16,载波通信发送软件设计,如图所示,精选,17,载波通信接收程序设计,精选,18,总结,总结基于电力线载波技术对于工业来说效率提高了不少，大大解放了人力物力等资源，可以让人远程控制阀门的开关。下位机操作简单，而且十分好维护，对于公司企业来讲，十分的方便和维护。本设计的主要研究内容如下：（1）研究了电力线载波通信技术和照明控制技术的国内外研究现状，对这两种技术有一个总体的了解，为课题后续研究奠定了基础；（2）分析了电力线载波调制相关技术的优缺点以及抗干扰性能，接着介绍了扩频通信在通信系统中的优点和应用。（3）对载波通信信道特性进行了研究，包括电力线的阻抗特性、衰减特性和噪声特性，并且干扰噪声的种类进行分析，在此基础上给出了一个简单的电力线信道通信模型；（4）基于以上的理论知识设计开发了基于电力线载波通信技术的调光控制系统。载波通信芯片选用了福星晓程公司的PL310