基于电力线载波通信的油井通信系统

作者：时间：2012-04-28来源：网络收藏

图4所示为SSC P485电力线载波模块硬件电路图，主要有3部分组成，P485与MCU接口电路、以及P485的发送和接收电路。在发送过程中，收发芯片P485的SO引脚发出的chirps信号经过前置滤波电路滤除高频噪声，在TS三态开关为高时经过功率放大芯片将信号放大后，再通过耦合电路将信号耦合到电力线上发送出去。在接收过程中，通过耦合变压器将电力线传输的扩谱信号分离出来，再经过输入滤波和前置放大器放大到一定电平送给收发芯片。收发芯片对输入信号进行采样、检测、匹配滤波和处理，恢复所传输的数据，并且发送给MCU。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/155064.htm

图5所示的是耦合电路的电路图，主要是由电容和耦合线圈T1构成。由于电网的工频(50 Hz)和本系统扩频信号的信号频率(100～400 kHz)相差2 000倍，因此电容和耦合线圈原边电感对于这两种信号的阻抗各不相同。对于工频信号，电容的阻抗远远大于线圈原边电感的阻抗，所以电容承担了电力线上的交流电压；对于扩频信号，线圈原边电感的阻抗远远大于电容的阻抗，所以扩频信号几乎都加在了耦合线圈上。这个电路能把工频信号与扩频信号叠加和分离开来。D1是瞬态抑制二极管，对电路有防浪涌保护作用。

4 软件设计
电力线载波通信中要求传输过程中数据的差错率足够低，引起传输差错的原因是信道内存在噪声以及信道特性不理想所造成的码间串扰。虽然可以通过提高通信系统的信噪比以及在通信中采用扩频调制等技术增强抗干扰性能，但要进一步提高系统的可靠性和抗干扰性并减少误码率，就须采用差错控制技术。系统采用(15，7)BCH码可以纠正电力线上的两位随机性错误。
MCU是数据通信模块的重要单元，它控制通信模块的工作过程，对传感器采集的数据进行组帧和BCH编码、控制通信模块进行数据传送等。
井下通信模块的MCU程序完成以下主要功能：
(1)4路传感器模拟信号的数据采集。通过MCU内部集成的ADC采集传感器的数据，每个传感器每秒采集一次，采集10次进行平均，将平均值每分钟发送一次。
(2)对数据进行组包，数据包中包括同步头，传感器1～4的采样数据平均值。
(3)对发送数据进行纠错编码。
(4)向通信模块传送数据。
(5)控制通信模块的SSC P485和系统的工作。