多功能载波通讯电表的研制
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摘要
采用科学的：方法进行负荷管理是缓解我国电力供需矛盾的一种有效手段。为配合新的管理方式，我们设计了一款多功能载波通讯电表。该表可以对电压、电流有效值、有功能量、无功能量、视在能量等进行了较高精度的计量，支持分时计费功能，加上电力线载波通信模块后可以实现远程抄表。电力线网络建设已经非常完善，使用电力线实现载波通讯，不需要再投资铺设通讯线路，不仅可以节约资金投入，且还具有维护量小的特点；而且，用低压电力线作为通讯信道可以实现灵活的“即插即用”。
论文首先介绍了配网自动化技术在国内外的发展现状，讨论了电力线扩频通信技术及原理，扩频码序列相关性和扩频通信的同步问题。阐述了多功能载波电能表原理和其实现过程，包括ADE7753和MCU的SPI接口，MCU和PL2101B的内部实时时钟的I~2C接口，SPI数据传送程序和I~2C串口数据传送程序。重点分析了基于PL2101B的电力线载波通信过程，包括PL2101B和MCU的接口电路，载波发射和信号接收电路，功率放大电路，数据发送和接收程序。最后对电能表的计量和通信测试进行了说明。
Scientific load management is an effective way to alleviate the conflict between the power supplying and consumption. The primary goal of this research is to develop a Multi-purpose Watt-hour Meter to adapt to the new management mode. The Meter supplies Active, Reactive and Apparent Energy, Sampled Waveform, Current and Voltage RMS .It charges on time and communicate in power line. We economize a mass of money by utilizing electric power net and maintenance is easy. User can plug and play.
The thesis introduces the state of distribution automation. Then discuss the theory of spreading spectrum transmission, synchronization of DS communication. Moreover expound the theory of brainpower energy meter and realization. Include SPI between ADE7753 and MCU, I2C interface between clock and MCU. We analyze the power line carrier system based on PL2101B, include interface circuitry between PL2101B and MCU; Carrier wave transmit and receive circuit; base amplitude circuit and power amplitude circuit; send and get data procedure; At last explain the course of debugging the Multi-purpose Watt-hour Meter.
论文首先介绍了配网自动化技术在国内外的发展现状，讨论了电力线扩频通信技术及原理，扩频码序列相关性和扩频通信的同步问题。阐述了多功能载波电能表原理和其实现过程，包括ADE7753和MCU的SPI接口，MCU和PL2101B的内部实时时钟的I~2C接口，SPI数据传送程序和I~2C串口数据传送程序。重点分析了基于PL2101B的电力线载波通信过程，包括PL2101B和MCU的接口电路，载波发射和信号接收电路，功率放大电路，数据发送和接收程序。最后对电能表的计量和通信测试进行了说明。
Scientific load management is an effective way to alleviate the conflict between the power supplying and consumption. The primary goal of this research is to develop a Multi-purpose Watt-hour Meter to adapt to the new management mode. The Meter supplies Active, Reactive and Apparent Energy, Sampled Waveform, Current and Voltage RMS .It charges on time and communicate in power line. We economize a mass of money by utilizing electric power net and maintenance is easy. User can plug and play.
The thesis introduces the state of distribution automation. Then discuss the theory of spreading spectrum transmission, synchronization of DS communication. Moreover expound the theory of brainpower energy meter and realization. Include SPI between ADE7753 and MCU, I2C interface between clock and MCU. We analyze the power line carrier system based on PL2101B, include interface circuitry between PL2101B and MCU; Carrier wave transmit and receive circuit; base amplitude circuit and power amplitude circuit; send and get data procedure; At last explain the course of debugging the Multi-purpose Watt-hour Meter.
引文
[1] 配电系统自动化规划设计红旗电网 2003．10．21
[2] 蒋胜安 配网自动化技术 电气时空 2003．10
[3] 金文龙 我国城市电力网现状及发展 中国电力 1996，No．11：Vol 29
[4] 邓文 赵伟 电能自动抄表技术及相关思考 清华大学电机系
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[6] 刘键，赵钦成，冯庆东，李少星 自动化热望中国配网 电力系统装备 2003．12
[7] 赵宁，叶键，扩频技术极其在自动抄表系统中的应用，电测与仪表，1999(8)
[8] 王新余 章兢 电能数据采集及计费自动化系统的研究．计算机工程与应用 2002．6
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[10] 孙建军 吴太虎 电力线通信(PLC)技术的发展 自动化与仪器仪表 2003年5期
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[13] PLT-22 Power Line Transceiver Data Book.Echelon Corporation,2001-2002林涛，尹项根，陈德树，完全分布式变电站综合自动化系统电网技术第21卷第6期
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[16] 邬国扬 孙献璞《蜂窝通信》西安电子科技大学出版社
[17] 庞沁华 续大我 吴伟陵 《通信原理》北京邮电大学出版社 2002-8-1
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[27] 潘琢金 施国君 C8051FXXX高速SOC单片机原理及应用 北京航空航天大学出版社 2002
[28] 徐爱钧 彭秀华 单片机高级语言C51 WINDOWS环境编程与应用电子工业出版社 2001
[29] 周华 徐华 朱均 MSP430与12C总线接口技术 电子产品世界
[30] 周冬梅 扩展频谱通信及其在电力系统中的应用．成都理工大学硕士论文 2002．5
[31] 杨晔SC1128电力线载波扩频通信电路的应用分析
[32] PL210l手册 北京福星晓程电子科技股份有限公司
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[34] 陈光东，赵性初单片微型计算机原理与接口技术华中理工大学出版社
[35] 谭浩强 C程序设计 清华大学出版社
[36] 曹国朗，许建华，吕剑，电能自动计量记费系统的开发与应用供用电
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