LED户外亮化灯

基于GSM和电力载波通信的LED户外工程灯监控系统

基于GSM和电力载波通信的LED户外工程灯监控系统

发布日期:2019-04-18 作者: 点击:

      随着城镇化的推进,路灯在人们生活中的作用越来越突出,也体现了一个城市的发展水平。一个城市的路灯系统耗电量是相当巨大的,在节能环保成为时代主题的今天,提高路灯系统的能量利用率是迫切需要的2.目前LED路灯智能监控系统较多的是结合ZgBee技术,多采用集中式控制方式或集散式控制方式,虽然在一定程度上达到系统要求,但存在成本高、协议复杂和通信效率低下等缺点。为了解决这些问题,本文引入电力载波通信技术,并将蚁群算法应用到窄带电力载波通信网络之中,为动态寻找最优路由、延长通信距离和提高通信可靠性,提供了一种有效的方法3. 1系统结构设计基于GSM和电力载波通信技术的路灯监控系统结构如所示。监控系统由电力载波通信网络和远程监控中心两部分构成。电力载波通信网络由多个路灯控制终端组成,实时采集光照强度、声音大小和红外参数,所有数据最终经过载波通信网络传输到路灯集中控制器,由路灯集中控制器将数据通过GSM网络无线传输方式转发到远程监控中心,监控中心负责数据的接收、存储和分析等。

  2路灯控制终端硬件设计路灯集中控制器主要功能是实现命令的发送和数据的接收,其主要由电力载波通信模块、处理器模块和GSM模块构成4.路灯控制终端除完成数据转发外,还要控制传感器对环境信息进行实时的采集,因基金项目:国家自然科学基金资助项目(11205022)四川省科技支撑计划项目资助课题(011GZ0190)通信联系人:雷霖(1964―),男,四川绵阳人,成都大学教授,博士。E-mail:sdence168163.com此节点还包含多种传感器模块,路灯控制终端节点结构如所示。

  微处理器模块以宏晶科技的STC12C2052AD微处理器为核心,具有高速、低功耗和超强抗干扰的特性。S丁C12C2052AD有4个16位定时器、8路8位精度ADC、支持SPI同步通信和15个通用的I/O接口,通过这些接口与控制电路、传感器和电力载波通信模块连接。

  电力载波通信模块采用四川科强电子技术有限责任公司的KQ130F+,包括载波驱动、耦合、滤波、防雷击等很多复杂的外围电路。该模块的工作频率为120135kHz,接口波特率为9600bit/s,具有抗干扰,抗衰减性强的特点,传输距离可达2km.满足了路灯控制的需求。处理器通过Rx和丁x引脚与电力载波模块交换数据和发送命令。

  传感器模块,红外传感器模块由一款高性能静态电流极小的红外热释电处理芯片BISS0001,配以热释电红外传感器RE200B和其他外围元器件构成。它适应电压范围更宽,电压范围为一0.56V,工作温度在一1070°C.RE200B是一种新型敏感元件,它是由高热电系数材料,配以滤光镜片和阻抗匹配用场效应管组成。它能以非接触方式检测出来自人或车发出的红外辐射,将其转化成电信号输出,并且可以有效抑制其他的干扰辐射。它的工作波长是714Mm,平视角138仰视角125工作电流是8.524nA.声音传感器模块主要元件是一个对声音敏感的电容式驻极体话筒,声波使话筒内的驻极体薄膜振动导致电容的变化,而产生与之对应的微小电压。这一电压经过处理放大后被转化为05V的电压,将该电压与阀值电压比较,并将结果传递给MCU处理。该电容式驻极体话筒的输出阻抗为15kn,频率响线路故障检测模块主要由LSCT-01电流互感器构成,该电流互感器的额定输入电流为5A,额定输出电流为5mA,变比为1 000:1;当负载为100n时,相位差小于20%线性范围07A.电流互感器输出交流小电流信号经过放大后转化为交流电压信号,将该电压经过整流滤波后从运算放大器的同相输入端输入,经运算放大器放大后传递给MCU.当输出电压高于5V时,为确保引脚不被破坏,在输出端接入稳压管将输出电压限定在4.7V以内。


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