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毕业设计(论文)开题报告题目：低压电力线载波通信系统的研究与设计学院电气信息学院专业：电子信息工程学生姓名：王旭学号：200701030102指导老师：浣喜明2011年03月3日开题报告填写要求1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。4．统一用A4纸，并装订单独成册，随《毕业设计（论文）说明书》等资料装入文件袋中。毕业设计（论文）开题报告1．文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。1、电力线通信概述电力线载波通信（PLC）利用输电线路作为信号的传输媒介，人们利用电力线可以传输电话、电报、远动、数据和远方保护信号等。由于电力线机械强度高，可靠性好，不需要线路的基础建设投资和日常的维护费用，因此PLC具有较高的经济性和可靠性，在电力系统的调度通信、生产指挥、行政业务通信以及各种信息传输方面发挥了重要作用。2、电力线通信信道低压电力线并不是专门用来传输通信数据的，它的拓扑结构和物理特性都与传统的通信传输介质（双绞线、同轴电缆、光纤等）不同。它在传输通信信号时信道特性相当复杂，又有自己的特点，负载多，噪声干扰强，信道衰减大，信道延时，通信环境相当恶劣。因此必须对它的信道特性进行分析，并据此提出解决方案，以实现高品质的通信数据传输。3、扩频通信简介随着人们的需求以及通信技术不断的发展，通信正朝着高速率、宽频带、大容量方向发展。就理论研究而言，低压电力线载波通信已从传统的频带传输（幅频键控ASK，频移键控FSK，相移键控PSK）发展到扩频通信（SSC）技术、多载波正交频分多址（OFDM）技术以及使用高速光纤的光波分复用（WDM）技术等。所谓扩展频谱通信，可简单表述如下：“扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据”。其具体原理框图如下：扩频通信原理框图4、电力线载波通信芯简介本课题中载波通信系统的组成主要采用电力线载波专用MODEMSC1128和PC机以及单片机结构。其中SC1128完成数据的调制和解调功能，PC机完成人机界面设计，而单片机与MODEM的通信用软件模拟CI2总线来完成。在电力线载波通信系统的设计中，数据信号的信噪比决定传输距离的远近，因此电力线载波通讯的关键就是设计出一个功能强大的电力线载波专用modem芯片。由于国外电力线modem芯片是针对本地区电网特性、电网结构，且一般是针对家庭内部自动化而设计，因此在国内适应都难尽人意。SC1128MODEN芯片是面向国内电力线载波通信市场而开发研制的专用扩频调制解调电路。由于采取了直接序列扩频、数字信号处理、直接数字频率合成等新技术，因此该电路应用在电力线通信方面具有较强的抗干扰及抗衰减性能。SC1128芯片内部集成了扩频/解扩、调制/解调、D/A和A/D转换、内置电子表、输出驱动、输出信号放大、看门狗、工作电压检测以及与单片机(MCU)串口通信等功能。该芯片在小型多功能应用系统中可以降低系统成本并提高系统功能的作用。5、具体电路图和仿真要用Protel画出各模块电路图，并用SystemView进行仿真信源数据调制扩频调制扩频编码发生器信息接收数据解调扩频解调扩频解调发生器传输媒介同步电路6、结束语随着互联网在全球范围的迅速发展和用户对新业务服务要求的不断增加，PLC低廉的价格、使用灵活方便、提供宽带服务等优点将会有巨大的发展空间。然而，进行PLC技术推广是一个系统工程，不能在短时间内解决。尽管PLC有覆盖面广、使用方便、价格合理、设备简单等优势，但是到目前为止，还没有大规模商用化PLC系统投入使用，其主要原因首先是法律上的，世界各国没有建立广泛承认的PLC技术标准，因此支持的生产厂家比较少；另一方面没有立法允许在电力线上经营Internet服务和电信服务。其次是服务上的，PLC技术提供的速率和服务质量还不稳定，没有达到高质量电信服务标准。第三是技术上的，国外配电网结构与中国相比有很大区别，国外产品无法在中国直接使用，居民小区的低压配电线路还不够规范，各种电器插座的规范、质量不同，这给电力线宽带接入的普及带来了极大困难，因此需要在中国电网环境下进一步完善PLC技术。参考文献[1]朱近康.扩展频谱通信及其应用.中国科学技术出版社.1993年1月[2]张培仁.基于C语言编程MSC-51单片机原理与应用.清华大学出版社.2003年7月[3]谭浩强.C语言程序设计.清华大学出版社。1991年7月[4]朱近康.扩展频谱通信技术的应用和发展.国际先驱报.1989（1）：23[5]张贤达.保铮.通信信号处理.国防工业出版社，2003年6月[6]王秉均，孙学军，沈保锁等.现代通信原理及其应用.天津大学出版社.2001年6月[7]虞湘滨，李辛雅.低压电力线载波通信技术研讨.河海大学常州分校学报，2001年15[8]康华光电子技术基础.高等教育出版社.2005年7月[9]郑君里，杨为理信号与系统.高等教育出版社.1997年12月[10]阎石数字电子技术.高等教育出版社.2000年2月毕业设计（论文）开题报告２．开题报告：一、课题的目的与意义；二、课题发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施开题报告1、课题的目的与意义本课题介绍了电力线载波通信的概念和发展状况，主要研究了电力线信道的基本特性，分析了电力线作为通信媒介的特点，建立了信道模型。扩频技术采用直接序列扩频方式，芯片采用了SC1128芯片，建立一个简单的电力线载波通信系统电力通信作为行业性的专用通信网，是随电力系统的发展需要而逐步形成和发展的。它主要用来缓解公网发展缓慢而造成的通信能力不足并填补公网难以满足一些电力部门特殊通信需求的矛盾，以保证电力专业化生产正常高效地进行。电力通信主要为电网的自动化控制、商业化运营和实现现代化管理服务。它是电网安全稳定控制系统和调度自动化系统的基础，是电力市场运营商业化的保障，是实现电力系统现代化管理的重要前提，也是非电产业经营多样化的基础。2、课题发展现状和前景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。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以上不同通信方式的互为备用的通信信道，由于电力线载波技术革新带来的新的载波功能以及由于昔日数量庞大的电力线载波机的更新换代，都导致了电力线载波机虽然作为电力通信的辅助通信方式，但是在全国仍然存在较大的市场需求，全国共有约20家企业从事高压电力线载波机的开发和生产。电力线载波通信技术出现于本世纪二十年代初期。它以电力线路为传输通道，具有可靠性高、投资少、见效快、与电网建设同步等得天独厚的优点。五、六十年代，我国开始研制自己的ZDD-1型电力线载波机，未能实现产品化。后经过不断改进，形成了具有中国特色的ZDD-5型电力线载波机。七十年代时期，我国模拟电力线载波机技术已趋成熟，当时以ZDD-12、ZJ-5、ZBD-3机型为代表，在技术指标上得到了较大地提高，并成为我国应用时间最长的主流机型。八十年代中期，电力线载波技术开始了单片机和集成化的革命，产生了小型化、多功能的载波机。到了九十年代中期，以SNC-5电力线载波机为代表，在国内首次采用了DSP（数字信号处理）技术，将载波机音频至中频部分的信号处理使用DSP器件来完成，实现了软件调制、滤波、限幅和自动增益控制。到了九十年代末期，采用新西兰生产的M340数据复接器（目前国内已有自主知识产权的同类产品），结合电力线载波机的高频部分为一体的全数字多路复接的载波机问世。这一成果提高了载波机的通信容量，从根本上初步解决了载波机通信容量小的技术“瓶颈”问题，从而为电力线载波市场带来了空前的机遇。电力线载波通信的特点（1）高压载波路由合理，通道建设投资相对较低高压电力线路的路由走向沿着终端站到枢纽站，再到调度所，正是电力调度通信所要求的合理路由，并且载波通道建设只需结合加工设备的投入而无须考虑线路投资，因此当之无愧成为电力通信的基本通信方式，尤其在边远地区更是这样。电力线载波通道往往先于变电站完成建设，对于新建电站的通信开通十分有利。为此，只要妥善解决电力线载波信道的容量问题，载波通信的优势就会显现出来。在中压配电网载波和低压用户电网载波中，节省线路建设费用，无须考虑破坏家庭已装修环境，也仍然是载波通信的优势。（2）可靠性要求高有两个原因要求电力线载波机具有较高的可靠性，一是在电力系统中传输重要调度信息的需要；另一是电压隔离的人身安全需要。为此，国家质检总局从八十年代开始即对电力线载波机（类）产品实行了强制性生产许可证管理。目前大多数高压及中压电力线载波机生产企业已按照生产许可证的要求建立了较为完善的质量体系。（3）网络应用要求更高现代通信对电力线载波的要求也更侧重于网络方面，需要将原先仅限于通道的概念扩展为网络概念。以往的电力线载波机主要靠自动盘和音转接口实现小范围的联网，而将载波机与调度机协同考虑，实现载波机协同变电站调度机的组网应用以及适当设置能够与通信网监测系统接口的数据采集变送器应当是我们近几年考虑的问题。与高压电力载波不同，电力线载波在中、低压线路上的应用在开始阶段就是建立在网络应用的基础之上的。目前，还存在以下几个方面的问题有待进一步研究：（1）硬件平台：主要包括通信方式的合理选择、通信网络结构的优化选择等。扩频方式、OFDM技术和多维网格编码方式各有优点，哪一种适合低压网还有待研究，或者也可以采用软件无线电的思想为这三种方式提供一个统一的平台。电力网结构非常复杂，网络拓扑千变万化，如何优化通信网结构也是值得研究的问题。（2）软件平台：主要包括进一步研究PLC通信理论，改进信号处理技术和编码技术以适应PLC特殊的环境。除了研究适合电力线通信的调制技术、编码技术外，还需要研究自适应信道均衡、回波抵消技术、自适应增益调整等，这些技术在低压PLC对保障通信尤为重要。（3）网络管理问题：除了上网、打电话外，低压电力线还可以完成远程自动读出水、电、气表数据；永久在线连接，构建的防火、防盗、防有毒气体泄漏等的保安监控系统；构建的医疗急救系统等等。因此利用电力线可以传输数据、语音、视频和电力，实现“四网合一”，也就是说家中的任何电器都可以接入到网络中，和骨干网连接。但是如何实现四种网络的无缝连接，以及由此带来的非常复杂、庞大的网络管理问题需要进一步的研究。3、课题的主要内容和要求本课题研制一个低压电力线载波通信系统。要求：通信速率不低于400kBPS,主要应用于固定小区范围内的数字通信（可实现居民小区楼宇间的自动照明控制、防盗防火报警、自动抄表以及数据监控等功能；载波功率30MHz；调制方式选用NBFM或扩频；传输距离不小于1Km；