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低压电力线载波通信系统设计
资料介绍
低压电力线载波通信，是一种以现有低压供电网络线路作为信息传输媒介的通信方式，这种通信方式以无需重新布线、设备安装方便及接入成本低等优势，得到了越来越广泛的应用。进入21世纪以来，LPLC技术在各个应用领域的发展都有很大的突破，其中以监控系统和抄表系统领域尤为突出。
本文设计了一种低压电力线载波通信系统，论述了系统关键技术，提出了满足系统功能需求的总体设计方案，具体功能包括数据远程传输和数据采集。然后对系统硬件电路和软件设计进行了详细分析，在硬件设计中，采用ARM7系列单片机作为系统MCU，FPGA作为扩频与调制芯片，组成电力线通信机单元，硬件电路模块主要包括:MCU功能电路、扩频与调制电路、载波输入与输出电路、数据采集电路、供电电源电路等。软件部分主要可分为MCU软件设计和扩频与调制软件设计。其中MCU软件设计包括:AES加密算法、低密度奇偶校验码(LDPC)编码的嵌入式实现、数据采集以及数据帧格式定义。扩频与调制软件设计包括:DSSS和2FSK调制实现。另外，本文还在系统功能与性能方面针对电路功耗、电压工作范围、数据采集以及系统误码率进行了重点分析，以在实际应用中实现安全、可靠、高效的数据传输。
本系统在软件部分的设计重点主要有两点。其一，在扩频与调制软件设计时，解调与DSSS的解扩运算同时进行，有效降低了FPGA芯片资源占用率，提高了系统的抗干扰能力;其二，将DSSS的解扩运算与LDPC译码相结合，即相干解扩后的待判决连续信号直接用作LDPC译码输入，这样不仅解决了FPGA不便于浮点数处理的难题，避免了使用A/D转换器，而且减小了系统软硬件开销，在此基础上实现了有效的信道编码。
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