城市路灯智能监控系统的研究

摘要

据统计，我国每年大约有百分之十二的电能是消耗在照明上，而城市路灯照明系统的耗电量是其中相当大的一部分。城市路灯系统是城市建设的重要组成部分。因此，设计自动化与智能化程度高、运行可靠、高效节能、使用维护方便并能美化市容的城市路灯照明系统（尤其是系统的智能监控设施）至关重要。 随着科技的发展与社会的进步，对城市路灯监控系统的自动化与智能化程度和水平的要求越来越高，为此，该文研究并设计了一款新颖实用的且以MSP430F149单片机为微处理器以及基于GPRS（General Packet Radio Service）无线通信和PLCC（Power Line Carrier Communication）有线通信相结合的城市路灯远程监控系统。值得一提的是，该文充分利用这两种通信方式的优势与特长，因此该城市路灯智能监控系统不仅先进时尚，而且性价比高。 该文在检索和研读了大量国内外相关研究现状与动向的资讯和有关参考文献的基础上，深入研究了当前城市路灯监控系统的实际应用情况与发展趋向，精心设计了这种新颖实用的城市路灯智能监控系统的基本架构、硬件电路、外围电路以及系统的主要软件源程序和流程图。 硬件电路设计主要包括中央控制器的设计、集中控制器的设计、路灯控制器的设计以及相关联的外围电路设计与有关模块的选型和相关接口电路的设计。软件程序设计主要包括设计环境的选择与确定、编程语言的选择与确定、编程方法的确定以及该系统所用的主要程序流程图和源程序的设计。 系统采用GPRS无线通信和PLCC有线通信相结合的通信方式，从而灵活、方便、协调、完善地实现系统相关部分之间的可靠通信，尤其是GPRS通信子程序和人机界面子程序同监控主程序配合密切，运用十分方便。 该文在MATLAB环境下，主要对该系统载波通信性能、路灯耗电计量电路、路灯控制电路等进行了仿真，并且仿真结果表明，系统设计基本上达到了预期目标。 现代城市路灯监控系统对自动化与智能化的程度和水准要求越来越高，并且随着科技的不断进步，相关新理论、新技术、新材料、新器件、新系统层出不穷，因此城市路灯监控系统的发展的要求也越来越高，限于笔者的学识水平，该系统不足之处有待今后进一步完善。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1概论

1.2研究的现状和动向

1.2.1现状

1.2.2动向

第2章系统的总体策划

2.1概论

2.2系统基本架构

2.3系统工作原理

2.4通信方式的比较与选择

2.5系统基本功用

2.5.1监控中心主要功用

2.5.2监控终端主要功用

第3章系统中的通信方法与设施

3.1系统所用的GPRS网络

3.1.1 GPRS网络结构

3.1.2 GPRS通信业务

3.2系统所用的PLCC

3.2.1 PLCC技术现状

3.2.2 PLCC的信道特性

3.2.3 PLCC调制方式

第4章系统硬件设计

4.1概论

4.2集中控制器与路灯控制器之间PLCC的策划

4.2.1 PLCC模块的选型

4.2.2集中控制器与路灯控制器的电路设计

4.3监控主机和集中控制器无线通信的策划

4.3.1数据无线传输方案的实现

4.3.2 GPRS方案的实现

4.4系统外围电路的设计

4.4.1人机接口电路

4.4.2信号采集电路

4.4.3 JTAG接口电路

4.4.4时钟模块电路

第5章系统软件设计

5.1概论

5.2监控系统软件开发环境

5.3监控软件设计

5.3.1系统软件总体设计方案

5.3.2监控程序的设计方法

5.3.3监控主程序的设计

5.3.4人机界面子程序的设计

5.4小结

第6章系统仿真

6.1仿真环境

6.2监控主程序仿真

6.3主要硬件仿真

第7章总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢