多模通信的智能控制开关的设计与应用

摘要

近些年来，在通信领域当中，使用最为广范、崛起最为迅速的当属无线通信技术，以其灵活性强、无需布线等诸多优点完美地弥补了有线网络的不足。与此同时，各行各业对供电的可靠性、安全性、便利性、连续性等需求的不断提高，使得很多场所需要采取对电源进行远程监控的方式来保证供电的安全性与可靠性。而本课题所研究的多模通信的智能控制开关设计完美地解决了以上难题，为实现安全、可靠地供电提供了强大的保障。目前，利用智能开关来对电源进行监测与管理已在众多领域得到了广泛的使用，因此它具有广阔的市场前景与实用价值。
　　本课题主要是研究如何通过多种无线通信模式来完成对工业电源的监测和控制。主要采用的通信方式有ZigBee、蓝牙、WIFI三种。文中主要介绍了利用S3C2440芯片作为主控制器，设计了它的最小系统，且对各功能子模块的接口电路进行了设计，并制作了PCB图，此外还对电参数采集模块电路进行了设计;此系统内部的通信方式为ZigBee无线组网技术，并融合了蓝牙模块与WIFI模块以实现任何距离的监控;建立了Linux嵌入式软件平台，其中包括内核移植、根文件制作、编写驱动等，并对电参数采集模块及协调器软件流程进行了介绍，最终实现多种通信方式的结合，达到对工业电源的实时监控。本文最后对电参数采集系统的传输距离与丢包率的关系进行了测试与分析，并对电参数采集系统的精确度进行了检测，此外，还对通信过程中的干扰问题做出了分析和解决方案，从而使该系统更加有效、可行。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 研究的背景与意义

1．2 国内外发展的现状

1．2．1 无线通信技术的发展现状

1．2．2 无线智能控制开关发展现状

1．3 本课题主要相关技术

1．3．1 嵌入式技术

1．3．2 ZigBee、蓝牙、WIFI技术

1．4 本章小结

第2章 多模通信系统的硬件电路设计

2．1 系统总体方案设计

2．1．1 采集节点

2．1．2 协调器

2．1．3 电源管理

2．1．4 工业电源开关

2．2 中央控制器S3C2440相关电路设计

2．2．1 电源电路

2．2．2 复位电路

2．2．3 时钟电路

2．2．4 JTAG电路

2．3 采集模块电路的设计

2．3．1 主控制器电路

2．3．2 采集模块电源电路

2．3．3 接口电路

2．4 网关电路设计

2．4．1 网关电源电路

2．4．2 存储器电路

2．5 外围各通信子模块的接口电路设计

2．5．1 ZigBee接口电路

2．5．2 蓝牙接口电路

2．5．3 WIFI接口电路

2．6 多模通信控制开关系统PCB设计

2．7 本章小结

第3章 系统软件的设计

3．1 系统软件平台的设计

3．1．1 嵌入式操作系统的特点

3．1．2 嵌入式系统的实现步骤

3．2 ZigBee、蓝牙、WIFI三种通信协议及其实现

3．2．1 ZigBee协议栈架构

3．2．2 蓝牙协议的体系结构

3．2．3 WIFI协议体系构架

3．3 采集节点软件的设计

3．4 协调器软件的设计

3．5 本章小结

第4章 系统测试与分析

4．1 多模通信系统的实物

4．2 系统功能测试

4．3 工业电源电流的检测

4．4 系统内部的干扰问题与解决方法

结论

参考文献

附录

致谢

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