基于电力载波的LED路灯监控网络设计资料下载.pdf
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同学位论文的主要创新点基于电力载波通信技术,采用电力线载波通信芯片M1200E,设计了一套LED路灯控制系统。
该系统由3层设备(上位机管理软件、集中控制器和单灯控制器)和2层网络(骨干网、本地网)组成,以LED路灯作为控制终端。
该系统能够灵活实现道路照明中的单灯控制和区域集中控制,并具有无级调光、虚拟组网和故障反馈功能。
摘要道路照明用电占照明用电量的20以上,存在巨大节电空间。
作为第四代光源,LED路灯不仅比传统路灯节电50以上,而且亮度调节更易实现。
传统路灯控制系统多为开环控制,控制功能单一,无故障反馈,不能满足智能化管理的要求。
本文设计了一套基于PLC(电力线载波通信)技术的智能LED路灯监控网络系统。
该系统利用低压电力线作为物理介质,用载波通信技术实现了对LED路灯的监控。
经过测试,系统功能满足设计目标,达到对LED路灯系统的人性化控制和降低能耗目的。
系统采用了模块化设计思想,在设计中考虑了系统的通用性、扩展性和可移植性,并预留了开发的空间,为下一步拓展系统功能,开发数字化、智能化、网络化的全新路灯管理系统奠定了基础。
关键词:
电力线载波通信;
LED路灯;
M1200E;
路灯控制AbstractStreetlightinghasoccupiedapproximately20presentoftotallightingelectricityconsumption,whichhashugepotentialofelectro-savingAstheforthgenerationoflighting,LEDstreetlightscannotonlyaccomplishmorethanhalfelectrosavingbutalsorealizebrightnesscontrolmoreeasilyThetraditionalstreetlightcontrolnormallyusesopen100pmethod,whichissinglefunctionedwithouterrorfeedbackthatmakestheintelligentmanagementunappeasableThisthesisdesignedanintelligentLEDstreetlightingmonitoringsystembasedonPLC(PowerLineCarrier)communicationtechnologyTheproposedsystemutilizeslowvoltagepowerlineasphysicalmediatomanagethemonitoringofLEDstreetlightsThesystemconsistsofthreelayersofdevices(uppercomputercontrolsoftware,centralizedcontrollerandsinglelampcontroller)andtwolayersofnetworks(backbonenetworkandlocalnetwork)thatusesLEDstreetlightsascontrolterminalsItcaneasilycompletethesinglelampcontrolandregionalcentralizedcontrolinstreetlightingwithstep-lessdimming,virtualnetworkinganderrorfeedbacksTheexperimentalresultsdemonstratethatthesystemcanmeetthedesignobjectivetoreachthedemandofLEDstreetlightintelligentcontrolandelectroconsumptionreductionThesystemadoptsmodulardesignthatnotonlyconsidersthegenerality,expansibilityandtransportabilityofsystembutalsoleavesfuturedevelopmentpotentialAllthosefeatureslaythefoundationoffuturefunctionexpansionofthedigital,intelligentnetworkedandnovelstreetlightmanagementsystemKeywords:
PLCcommunication,LEDstreetlight,M1200E,streetlightcontrol目录第一章绪论111研究背景和意义112国内外路灯照明研究现状一3121国外路灯控制系统发展现状4122国内路灯照明现状413文章结构安排一5第二章电力线载波(PLC)通信技术。
721PLC通信简介7211PLC通信国内外研究现状一7212PLC通信的结构模型一9213PLC通信的优点及技术难点l022PLC通信的应用11221智能家居11222远程抄表系统12223远程路灯监控系统1223PLC:
卷片选择13231PLC芯片市场及参数分析13232PLC芯片的选择1524本章小结17第三章系统总体结构设计1931系统总体结构设计l9311系统功能设计20312系统设计目标2032毕灯控制器结构设计2l33集中控制器结构设计2234MCU的选择2335GPRS模块的选择25351TXGPRSDTU特性26352TXGPRSDTU工作环境条件一2636本章小结26第四章系统硬件设计2741MCU外围电路设计2742PLC模块电路设计28421M1200E信号发送电路设计29422M1200E信号接收电路设计31423M1200E过零检测电路设计3243LED驱动电路设计3344按键及指示电路设计3445电源电路设计3546PCB设计3647本章小结37第五章系统软件设计3951M1200E通信功能设计39511M1200E寄存器说明39512M1200E数据通信协议分析4252上位机软件的设计4353单灯控制器软件设计4454集中控制器软件设计4555本章小结46第六章系统测试与调试4761测试与调试方案47611测试方案47612测试设备与工具4862系统硬件模块连通性调试4863系统硬件各个模块功能性测试49631电源电路功能测试49632MCU模块功能测试49633LED驱动电路功能测试50634PLC模块功能测试5064系统联调5l641开关灯控制52642调光控制54643状态查询、环境亮度采集5465本章小结55第七章总结与展望57参考文献59发表论文和参加科研情况。
63致谢65III第一章绪论第一章绪论路灯,作为公共照明设施,是人们的日常生活中不可或缺的角色。
对于现行的公共照明系统而言,如何实现对功耗、资源使用的合理控制成为业界普遍研究的重点和难点。
采用智能化的控制系统是实现能源节约、减少资源浪费、满足人们牛活要求的最行之有效的科学解决方案之一。
电力线载波通信(PowerLineCarrierCommunic