基于电力载波的智能校园节能系统硬件设计部分

系统硬件设计1、载波耦合电路载波耦合电路的功能有两个：将经发送电路功率放大后的信号耦合到电力线上；从电力线上获取有效的载波信号。其中D7为双向瞬变二极管、C6为安防电容，均起保护作用，防止突然增大的电流对后级电路造成影响。T1为耦合线圈，经过多次实验，确定匝数为10：15时接收效果最为理想。2、发送电路发送电路的功能是将PL3105芯片产生的载波信号进行功率放大后传输到载波耦合电路。载波功能被使“能”后，载波信号由PL3105芯片的P1．7引脚输出，波形为0V-5V间变化的方波。经过推挽电路后，P1.7上的方波信号被放大．D3、D4起嵌位作用：吸收低压电力线上的尖峰干扰。载波发射功率的大小与VHH电源幅值大小、电源电流提供能力相关，在一定范围内增大电源幅值和电源功率，可以有效加大发射功率。由于放大后的信号波形富含谐波，为减少对电网的污染，用电感L2和电容C3完成整形滤波后，再送到载波耦合电路进行发送。3、接收电路接收电路的功能是对来自载波耦合电路的信号进行带通滤波处理。电感L1和电容c5组成并联谐振回路，谐振中心频率按120kHz设计，选定电容C5=1．5nF后，根据并联谐振公式，计算得到L1=1.17mH。二极管D5、D6将接收到的信号嵌位在±0．7V。接收信号经过电容C4后引入PL3105芯片内部进行混频处理。SIGIN处的信号将被上拉后平移到2.5V±0.7V，以便于后续处理。1.4PL3105载波通信的扩频解扩工作完全由PL3105内部的硬件电路来实现。发送时，PL3105用伪随机码序列将信号扩展到较宽的频带上进行发送；接收时，PL3105在捕获载波信号后用同步的伪随机码序列对信息进行恢复。其中，关键过程是载波信号的捕获和同步，其余步骤均按前文所述的标准过程进行。捕获是接收端在精确同步前搜索接收信号，使要被接收的信号的伪随机码序列与本地的伪随机码序列的相位保持在一个扩频序列码元之内的过程。PL3105采用每次滑动步长为半位的串行积分搜索方式，理论上最大捕获时问为29个数据位(15位PN码时)．捕获完成后PL3105进入跟踪阶段，动态地调整本地伪随机码产生器的时钟速率，使本地伪随机码能够自动地和接收到信号的伪随机码保持精确同步。跟踪采用全数字基带延迟锁定环(delaylockedloop)电路。为保证捕获和同步均能完成，发送端在每次传输有效数据前至少发送40位全“l”信号用作捕获和同步训练(15位PN码)．1.5滤波电路滤波电路的功能是进行中频滤波。经过并联谐振后接收到的120kHz信号由S1GIN引脚引入芯片，与芯片内部的600kHz本振信号进行混频后，得到480kHz的差频信号。混频后的信号由FLTi引脚输入到陶瓷滤波器的输入脚，陶瓷滤波器滤波后再送回芯片的FLTo引脚进行内部限幅放大，然后由芯片内的硬件解扩电路进行有效数据的还原，完成解扩后的数据位锁存到P3.7引脚。陶瓷滤波器的设计参数为：中心频率f=480kHz。带宽15kHz。螺1.萌6甩I/虾O模衡块：清I／辉O模壤块是绵进行莫人机贼交互柏的平熊台，缠管理猜员通毫过I糖／O公模块悲可以旧完成车对系批统自如动控塘制规洗则的矿设置盛和进渐行即朴时的绘控制街操作喜，电及路如居图3百-9文所示闻．键斑盘采训用4管X4事矩阵栏形式辅，1青6个届键划众分为勾0-搏'9甚数字片键和示四个厨功能敲键：扇确定撤键、哲返回为键，麦左移泻键，肯右移谅键，百另两标个键砌为以意后扩友展留颂用。爆它的维行线刘经7搂4L介S2滑1后斜输入添到A膨T确89钉C示51熊RC营的I和NT蛾O引桥脚。扎通过移软件蛙设计疼做到衫仅当数有键杆按下社时系智统才翠处理浙键盘只输入挂，避缸免了捕CP钟U对加键盘液输入扭的不坡断扫舱描。丘液晶侵显示馆模块陈选用制12省86弟42盾C均-证LY拖，该折模块痰的控醉制，面驱动亭器为粒中文剪图形霜控制叙芯片盲ST百79枪20标，可乏显示奋4但×恼8个匪汉字仰。显饭示采面用菜长单选舒择形杨式。谜操作艺时，御对于贵将要叶选择胳的项届，给很予援“收醒耳朵”傻显示包。然蝶而飘12厌86践42来C伪-L险Y只思能整把行反抵白显裂示，棵所以以系统匠通过位反复驾调用钟一个圣舍有蚕该选席择项累的界朱面和睁一个截不含俊该选糊择项价的界浴面来叛实现挠该选士择项教的闪瓶烁显助示．献1.问7钳时钟炸电路蚕:属实时择钟芯扯片X闭12醉28鄙可以季提供喝精确婆的时径间信稳息，姻并能欢利用闪其内著嵌的站电源结监控祝和看阅门狗布电路舱实现绕对A删T8片9C援SI虏RC逢的可顶靠复柳位。怒振荡疮器用冻一个厅外部榨的3叔2．届76班8k闻Hz斯晶体扫，在馅系统园掉电点情况译下，潮可以努通过辨后备须电池寒BT锹l供笨电。歌X1店22渗8的铅|导2C惯串行葱总线眼SD脱A、嚷SC市L分今别通攻过一验个上韵拉电橡阻与涌AT锐89邪C肯51尝RC梨连接吵。A痕T蜘89僵C芳51虽RC涌使用俱P静1.艺1鼻，P派1.爱0睬模拟度串行残时序伐与X净12幼28偏通信菜。岛RE塑SE东T引轰脚是对一个峰低电知平有氏效漏像极开隐路输立出端影，也式需要非一个洲上拉委电阻娱，它图通过歼74畏LS慰04椒反向肾器接草AT邪99习C绝51梁RC绞的复叶位引霉脚R妙ES培ET寻，如甲果看主门狗缩定时苍器超召时或素者锐Vc齿c但降低趁至复吩位门邀限以致下，轿它将快激活均RE鸽SE饱T引铜脚，充经7愧4L味S0嚷4反丰向输逝入到芦复位肌引脚色RE育SE因T，类从而虎实现腐AT移89缩C蛮51翅RC放复位婚。畜1.项8泪存储竿电路畜：墓由于闻在控循制系复统运些行过订程中摩需要嘱保存刷大量凶记录陪电力龙线信份道环师境的荒数据园，路红由算款法也捕会产客生一范定数鬼量的掌中问乖数据况，A中T课89治C厕51际RC母自带室的存拔储空攀间无犁法满巨足使箩用要焰求．糖AT拦24脉C标10侨24悲存储滩芯片踪包含所12蚀8k论字节迅E2买PR猎OM轧，支猛持艳协议损，可院以满婆足3坡00范个节金点规昨模以怪下的跑控制愧系统恐的数比据存突储需浪要。租1.活9治终端赶：塑终端宰接收杨到载直波信耍号后王，根室据信被号内兆容判族断是汽否对骡特定轨灯具碎执行灰操作灵或对干信号湾进行屋中继月转发迈，电京路如筝图3初．1陵2所变示。陆由于年终端冈需要协进行绳的处竞理任龟务有说限，森所以掉只使秤用一挣个P肤L3置10术5作碎为C里PU港。终捉端根耻据需捷要能翁控制坝0至屠8组膛灯具巩(当愚两个籍需要派对灯理具执欧行控疏制任敬务的缘终端滔相乘距太物远时箭，需云要安昆排一招个无泡需执蔑行控神制任奉务的指终端屋专门其作为天中继脖器)缓。P子2．冻0至福P2沟．7拉的8幻个引偏脚均渴能外咏接开杆关控脚制电霞路。换P2奖．0内引脚毕为三茶极管亡Q5唇的基仔极提姓供控旁制信际号：欧当