本文選題：電力載波通信 + 公共照明控制�。� 參考：《陜西科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,工業(yè)發(fā)展水平顯著,但高能耗、高排放的產(chǎn)業(yè)依然存在,由此導(dǎo)致能源消耗量和排放量依然呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。其中,電力工業(yè)作為能源消耗大戶,其對(duì)燃煤的消耗占全國(guó)消耗總量的60%以上。電力產(chǎn)業(yè)鏈主要包括發(fā)電、電力傳輸和用電三個(gè)環(huán)節(jié),三者之中,又以用電環(huán)節(jié)所造成的能源浪費(fèi)現(xiàn)象最為嚴(yán)重。例如學(xué)校、商場(chǎng)、辦公樓等公共場(chǎng)所中,常常出現(xiàn)人走燈未滅的情況,這一類看似微小的疏忽積少成多,造成的浪費(fèi)難以估量。在大型公共場(chǎng)所照明設(shè)備的傳統(tǒng)控制方式上,一般都停留在專人負(fù)責(zé)手動(dòng)控制的階段,控制十分不便,對(duì)人力資源造成了不必要的耗費(fèi)。另外,在現(xiàn)行的智能家居控制系統(tǒng)中,多采用無(wú)線通訊技術(shù),易受到障礙物、通信距離等因素的影響。本文針對(duì)目前公共場(chǎng)所照明設(shè)備控制領(lǐng)域存在的上述問(wèn)題,以及響應(yīng)國(guó)家對(duì)低碳環(huán)保、節(jié)能減排的號(hào)召,研究設(shè)計(jì)了一種基于電力載波技術(shù)的公共照明遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。論文主要包含如下工作:(1)公共照明遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)總體架構(gòu)方案設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)整體功能需求的分析與研究,以及對(duì)電力線載波通信技術(shù)、串行接口通信技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)等技術(shù)的研究,在實(shí)現(xiàn)對(duì)公共場(chǎng)所照明設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制主要功能的基礎(chǔ)上,為了實(shí)現(xiàn)控制信息雙向通信、自定義設(shè)置電力載波通信編碼、跨變壓器臺(tái)區(qū)通信進(jìn)而進(jìn)行設(shè)備控制等創(chuàng)新功能,設(shè)計(jì)公共照明遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的整體方案。利用電力網(wǎng)線路覆蓋面廣的優(yōu)勢(shì),以電力線載波技術(shù)作為系統(tǒng)主要通信手段,輔之以串行接口通信技術(shù)、IIC總線技術(shù)、ZigBee無(wú)線通信技術(shù)等,以公共場(chǎng)所的照明設(shè)備作為控制對(duì)象,構(gòu)建由控制中心計(jì)算機(jī)、主控模塊、電力載波開(kāi)關(guān)、無(wú)線通信模塊等環(huán)節(jié)組成的整體架構(gòu)。(2)公共照明遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的硬件選型及電路設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)通信過(guò)程中的不同工作環(huán)節(jié)劃分,分別對(duì)主控模塊、無(wú)線通信模塊、電力載波開(kāi)關(guān)模塊進(jìn)行了相關(guān)研究與設(shè)計(jì)工作。通過(guò)對(duì)相關(guān)硬件設(shè)備的成本、性能等因素的研究并結(jié)合系統(tǒng)需求以及實(shí)際研究條件等因素進(jìn)行權(quán)衡,最終明確以HLPLCS520F芯片作為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中電力載波通信功能的通信芯片,以CC2530系列芯片為中心構(gòu)建系統(tǒng)中的Zig Bee無(wú)線通信模塊,以及以ARM7系列的嵌入式芯片LPC2103作為主控模塊的控制中樞。在研究確定硬件選型的基礎(chǔ)上,根據(jù)需求設(shè)計(jì)主控模塊、無(wú)線通信模塊、電力載波開(kāi)關(guān)模塊的硬件電路,完成各主要電路的功能實(shí)現(xiàn)以及測(cè)試工作。(3)公共照明遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)相關(guān)軟件功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。以對(duì)整體功能的研究為藍(lán)圖,結(jié)合相應(yīng)硬件結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)系統(tǒng)各模塊的軟件。根據(jù)設(shè)計(jì)需求,先對(duì)各功能進(jìn)行方案的研究設(shè)計(jì),并繪制流程圖實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。隨后結(jié)合系統(tǒng)整體需求對(duì)ZigBee協(xié)議、IIC總線協(xié)議等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行研究,結(jié)合對(duì)上位機(jī)界面設(shè)計(jì)、微控制器相關(guān)程序設(shè)計(jì)、無(wú)線通信軟件設(shè)計(jì)相關(guān)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)的研究,分別完成控制中心計(jì)算機(jī)的管理界面設(shè)計(jì)、主控模塊及電力載波開(kāi)關(guān)模塊的程序設(shè)計(jì)以及無(wú)線通信模塊的程序開(kāi)發(fā)。在完成對(duì)各單元軟件功能進(jìn)行獨(dú)立調(diào)試的基礎(chǔ)上,最后完成系統(tǒng)整體軟件功能的測(cè)試,并對(duì)存在缺陷進(jìn)行完善。(4)系統(tǒng)抗干擾性能的研究。對(duì)系統(tǒng)中存在的干擾因素進(jìn)行研究,主要對(duì)電力線載波通信過(guò)程中的干擾特性進(jìn)行研究與分析。通過(guò)分析系統(tǒng)通信過(guò)程中可能存在的問(wèn)題,提出具體的措施以提升系統(tǒng)通信質(zhì)量,包括研究路由分簇算法以提升通信自組網(wǎng)能力,研究擴(kuò)頻通信技術(shù)以對(duì)抗電力載波通信所存在的信道干擾,采用冗余容錯(cuò)法以降低通信過(guò)程中的丟碼、誤碼概率,同時(shí)提出一種新的通信編碼結(jié)構(gòu)以解決現(xiàn)有電力載波開(kāi)關(guān)設(shè)備可能存在的重碼問(wèn)題。完成系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)工作后,對(duì)其進(jìn)行測(cè)試評(píng)估,達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期目的。通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真與實(shí)際應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,分簇路由算法、擴(kuò)頻通信技術(shù)、冗余容錯(cuò)技術(shù)等手段的加入可使系統(tǒng)通信質(zhì)量得到提升,使系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性得以保證。使用本系統(tǒng)無(wú)需額外鋪設(shè)通信線路,在一定程度上降低了成本,同時(shí)通過(guò)控制中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作,可對(duì)照明設(shè)備隨時(shí)監(jiān)視、及時(shí)控制,為公共場(chǎng)所照明設(shè)備的管理工作提供便利,從而減少管理成本和資源浪費(fèi)。
[Abstract]:In recent years , China ' s economy has developed rapidly , the level of industrial development is remarkable , but high energy consumption and high - emission industries still exist , and the power industry chain mainly includes three links of power generation , power transmission and electricity consumption . ( 2 ) The hardware selection and the circuit design of the public lighting remote control system are carried out according to different working links in the communication process of the system . ( 4 ) The research on the anti - interference ability of the system is studied . The interference factors in the communication process of the power line are studied and analyzed . Through the analysis of the possible problems in the communication process of the power line , a new communication coding structure is proposed to improve the communication quality of the system .
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2116842