無(wú)線路燈監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、路燈是城市照明的一項(xiàng)非常基礎(chǔ)的設(shè)施，它是街道的飾品、都市的眼睛、夜里的導(dǎo)航，它對(duì)城市生活有著重大和深遠(yuǎn)的影響。“十二五規(guī)劃”中提出的加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和推動(dòng)綠色節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，使得城市照明得到如日中天的發(fā)展，與此同時(shí)也要求城市道路照明要有更加高效的管理方法，以達(dá)到更好的“節(jié)能減排”效果。
　　通過(guò)對(duì)路燈監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r和城市照明的現(xiàn)狀調(diào)查發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的路燈控制系統(tǒng)操控方法簡(jiǎn)單，維護(hù)工作量大，需要耗費(fèi)大量的人力物力。基于實(shí)際的具體需求分

2、析，設(shè)計(jì)出一種無(wú)線的遠(yuǎn)程路燈監(jiān)控系統(tǒng)。本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)由四部分組成：系統(tǒng)客戶端、系統(tǒng)服務(wù)器、監(jiān)控終端和單燈控制器。系統(tǒng)的客戶端和服務(wù)器構(gòu)成C/S架構(gòu)，它們是上位機(jī)軟件部分。監(jiān)控終端是集中控制現(xiàn)場(chǎng)，它與上位機(jī)軟件之間進(jìn)行GPRS通信。監(jiān)控終端具有級(jí)聯(lián)功能，一個(gè)監(jiān)控主終端控制另外三個(gè)子終端的GPRS通信，主終端與子終端之間是ZIGBEE協(xié)調(diào)器和ZIGBEE路由器的關(guān)系。系統(tǒng)的單燈控制器是單燈控制單元，與監(jiān)控終端的ZIGBEE模塊組成ZIGB

3、EE網(wǎng)絡(luò)。利用ZIGBEE近距離無(wú)線通信技術(shù)和GPRS遠(yuǎn)距離無(wú)線通信技術(shù)，搭建起路燈監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)所使用的傳輸媒介，集成了計(jì)算機(jī)技術(shù)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，充分利用當(dāng)前的資源，節(jié)約成本，利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和路由思想保證了傳輸?shù)目尚行院蛢?yōu)越性。
　　無(wú)線路燈監(jiān)控系統(tǒng)是典型的SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集）應(yīng)用系統(tǒng)，其中的路燈監(jiān)控終端是SCADA的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)，也是一個(gè)完整的

4、嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)。當(dāng)監(jiān)控主終端通過(guò)GPRS連接至系統(tǒng)上位機(jī)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)路燈的遠(yuǎn)程監(jiān)控；當(dāng)監(jiān)控主終端與上位機(jī)斷開(kāi)GPRS通信時(shí)，監(jiān)控終端能夠根據(jù)自身的初始配置信息與單燈控制器構(gòu)成一個(gè)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)路燈的自動(dòng)控制。監(jiān)控終端除了無(wú)線通信和路燈控制功能之外，還具有數(shù)據(jù)采集功能。監(jiān)控終端結(jié)合傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈供電的線電流和三相電壓采集，掌握路燈的實(shí)時(shí)供電信息。
　　監(jiān)控終端采用多控制芯片分模塊設(shè)計(jì)思想，將監(jiān)控終端分為電源模塊，主控制模塊，模擬

5、量采集模塊，通信模塊和人機(jī)交互模塊。其中的主控制模塊采用ARM處理器STM32F103ZE作為主CPU，保證無(wú)線通信的穩(wěn)定性和路燈監(jiān)控的實(shí)時(shí)性。電源模塊負(fù)責(zé)監(jiān)控終端的電源管理，它是個(gè)帶有UPS和數(shù)據(jù)采集的多功能電源模塊。市電部分是由三相四線輸入的開(kāi)關(guān)電源組成，只要三相電任意一相有電開(kāi)關(guān)電源就能正常工作，備用電源采用閥控密封鉛蓄電池供電。電源模塊采用Microchip的PIC16F886作為控制芯片，用于管理UPS功能和市電電壓的采集。模