原標題：基于電力線載波技術的遠程電流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計

基于電力線載波技術的遠程電流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計涉及多個關鍵組件和技術原理。以下是對該系統(tǒng)的詳細設計介紹：

一、系統(tǒng)概述

該系統(tǒng)旨在利用電力線載波技術實現(xiàn)遠程電流數(shù)據(jù)的采集和傳輸。它主要由數(shù)據(jù)采集單元、單片機主控單元和電力線載波發(fā)送電路三部分組成。通過采用半導體磁阻式電流傳感器（MRCS）和LM1893電力線調(diào)制解調(diào)芯片，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高可靠性的電流數(shù)據(jù)采集，并通過現(xiàn)有的電力線進行遠程傳輸。

二、硬件設計

1. 數(shù)據(jù)采集單元

• 半導體磁阻式電流傳感器（MRCS）：該傳感器基于磁阻效應，能夠?qū)⑼妼Ь€周圍的磁場轉(zhuǎn)換成與之對應的電壓信號。它具有結構簡單、靈敏度高、體積小、線性度優(yōu)良等優(yōu)點，能夠很好地對微弱電流信號進行非接觸式檢測。

• ADC0832模/數(shù)轉(zhuǎn)換器：該轉(zhuǎn)換器具有8位逐次逼近式的轉(zhuǎn)換方式，轉(zhuǎn)換時間為80μs。它能夠?qū)RCS輸出的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便單片機進行處理。

2. 單片機主控單元

• AT89C2051單片機：該單片機包含2KB閃存、128B的內(nèi)存、15根I/O口線、兩個定時計數(shù)器和一個全雙工的串行口。它用于實現(xiàn)對電流信號的采集和對電力線載波數(shù)據(jù)發(fā)送功能的控制。

3. 電力線載波發(fā)送電路

• LM1893電力線調(diào)制解調(diào)芯片：該芯片可實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)的半雙工通信，具有發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的全部功能。它采用抗噪聲的FSK數(shù)字移頻鍵控調(diào)制方式，數(shù)據(jù)傳輸速率高達4.8kbps。通過調(diào)節(jié)外部電阻，其載波頻率可以在50~300kHz的范圍內(nèi)選擇。

• 電力線接口（PLI）：該接口用于將LM1893輸出的載波信號發(fā)送到電力線上，并接收從電力線上傳來的載波信號。

三、軟件設計

該系統(tǒng)軟件以MCS-51匯編語言編制，并給出了軟件設計的流程圖。主要實現(xiàn)以下功能：

1. 電流信號的采集：通過單片機控制MRCS和ADC0832進行電流信號的采集和模/數(shù)轉(zhuǎn)換。

2. 數(shù)據(jù)的處理：單片機對采集到的數(shù)字信號進行處理，如濾波、校準等。

3. 數(shù)據(jù)的發(fā)送：單片機通過控制LM1893將處理后的數(shù)據(jù)調(diào)制成載波信號，并通過電力線發(fā)送到遠程接收端。

4. 數(shù)據(jù)的接收：遠程接收端通過LM1893接收電力線上的載波信號，并將其解調(diào)成原始數(shù)據(jù)。

四、系統(tǒng)特點

1. 遠程傳輸：利用現(xiàn)有的電力線進行數(shù)據(jù)傳輸，無需重新布線，降低了系統(tǒng)實現(xiàn)的成本和復雜性。

2. 高精度：采用半導體磁阻式電流傳感器和8位逐次逼近式模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)了高精度的電流數(shù)據(jù)采集。

3. 高可靠性：采用抗噪聲的FSK數(shù)字移頻鍵控調(diào)制方式和電力線調(diào)制解調(diào)芯片，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。

五、應用前景

該系統(tǒng)具有較高的實用價值，可用于遠距離信號的測量和傳輸。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程的檢測和控制中，電流參數(shù)的采集是最普遍最重要的項目之一。該系統(tǒng)特別適用于測量現(xiàn)場距離較遠且環(huán)境惡劣的場合，如電力系統(tǒng)、工業(yè)自動化等領域。

綜上所述，基于電力線載波技術的遠程電流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有顯著的優(yōu)勢和廣闊的應用前景。