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1、LED信号电力载波通信系统摘要：本文提出了一种基于GPRS无线通信和电力线载波通信(PLC)相结合的LED路灯远程监控系统"设计工作主要围绕系统基本架构的搭建!数据通信以及路灯控制器设计三个方面展开,本文将AODV路由算法改进应用到LED路灯网络的路由算法当中,解决LED路灯网络的路由问题和中继问题,在保证系统正常通讯的前提下,提高系统信号传输的质量。关键词:灯具控制系统;传感网络;路由;电力载波;AOD。1引言LED照明、亮化应用越来越广，尚有很多技术难题有待解决。在应用中有很多数据需测试，在实际使用中，灯具置于高空中，难以现场测试，故击破远程监控。本课题
2、通过传感器实时采样，把运行信息通过电力载波方式上传到管理中心，并按需处理。本设计通过控制模块，故障报警报警模块，电力载波模块以及GPRS模块组成。可编程恒功率节能各灯自动恒功率，节电率最佳；保证各用电器免受高压侵蚀延长用电器使用寿命；有效克服离散性熄灯，降低维护成本，掌控到单灯，足不出户知晓各灯运行情况，减少人查勘，降低运行成本。2总体方案设计根据任务书上的要求进行综合分析，总设计方案分为以下几个步骤：1)根据路灯控制系统的功能，选用合理元器件并画出总体原理图。2)画出各个程序流程图的各模块。3)根据流程图编写出各模块的程序。4)完成主程序及实现模块调用。5
3、)硬件电路的焊接及调试。6)硬件软件的综合调试及程序烧制。7)制作PCB版8）右图为总体设计方案流程图2．1方案一：集中式控制方式:系统以中心控制节点为中心,巾心控制节点与子节点直接连"路灯控制器等设备直接与控制中心相连接,控制中心直接发送控制指令给路灯控制器"采用集中式控制方式具有的优点为:能高效率地控制路灯,故障的诊断和排除简单,控制速率较高"但因为系统中控制中心与路灯控制器直接互联,路灯的控制都直接来自控制中心的命令,控制中心不能离路灯太远"此外,系统的容量受控制中心的处理能力限制,这往往会导致系统的可靠性,效率较低,维护成本增高等"虽然可以采用多种辅
4、助措施来进行改进,使控制中心和系统的可靠性都有较大幅度的提高,但这种控制方式的系统成本仍然很高。2．2方案二：分布式控制方式:控制功能部分下放至照明终端设备,处于最终端的照明设备既受控制设备控制,同时也能根据时间,光照等传感参数进行自主控制,实现对路灯运行参数的设定控制功能"这种控制方式的优点:由于每个控制单元都可以独立工作,其功能也比较单一,控制系统的可靠性较高,易于日后进行扩展"这种方案节约了能源消耗,还延长了灯具的使用寿命,促进了照明技术的发展,在实用意义和经济意义两方面来说都具有重要的意义"。2.2.1框图图2-1路灯控制器硬件框图2.3方案的确定综
5、合考虑,分布式路灯监控系统与采用其他方式的系统相比有很多优势,此监控系统能够收集路灯系统运行的大量信息,然后根据一些重要数据做出规划"系统的运营成本因此能大幅度下降,灯具的使用寿命增加,能耗降低"总之,通过采用分布式路灯监控系统,城市公共照明系统的安全性得到了保证,在环境保护方面,采用这种分布式的系统能更为合理的调光控制,使得照明设备更加高效。3单元电路设计和论证3．1单片机最小系统图3-1单片机最小系统3.2载波LED路灯控制系统介绍完整的电力载波LED路灯控制系统,包括控制中心软件!基站控制器!路灯控制器以及完成总站控制中心到基站控制器,实现基站控制器与
6、路灯网络之间通讯过程的协议软件"本文将GPRS无线通信技术和电力线载波技术结合起来,并应用于城市路灯监控系统中"如图2一1所示,本系统采用三级结构形式,远程通信问题和中继通信的问题都因此被解决"此外,本系统做到了更好的成本控制,既降低了系统的硬件成本和路灯的电能消耗,又提高了管理效率,节约了管理维护的成本"。图3-2LED路灯控制系统结构3.2.1系统结构如图3-2所示,本文的LED路灯控制系统分为三层,底层为LED路灯控制器,负责路灯开关控制以及LED路灯运行参数信息的反馈,中间层为基站控制器,通过电力载波网络负责对所属LED路灯网络进行监控,并通过GPR
7、S/GSM设备与总控制器进行数据交互"上层为总控制器,将用户命令通过GPRS/GSM设备与基站控制器交互,并显示管辖路灯网络的运行情况系统运行时,用户需要下达开关灯,采集路灯工作状态,或是对路灯实施节能控制的控制命令时,就通过总控制器的软件进行命令操作"命令被打包成数据包,通过GSM网络发送到目标基站控制器的GSM模块"目标GSM模块解开该数据包,根据数据包的控制命令,将控制数据封装成电力载波通信协议的格式,通过电力载波收发模块发送控制包"目标路灯控制器的电力载波模块收到数据包后执行相应动作,或将采集到的传感器数据通过电力载波网络传回相应基站控制器,最终反馈
8、到总控制器"总控制器将路灯运行状态返回给用户,方便用
