基于TWACS通讯的路灯监控系统的研究和设计

摘要

能源短缺、节能减排已经成为一个全球性话题，尤其在电力资源紧缺的情况下，道路照明的用电量占据整个照明用电量的五分之一以上，节能空间巨大。而且城市建设与城市道路照明要求，亟需一套节能、方便、高效、科学的城市道路智能路灯监控系统。基于TWACS通讯方式的智能路灯监控系统正是自动化控制嵌入式系统在道路照明领域的应用，它不仅可以解决节约能源问题，而且符合绿色照明的发展方向，综合科学地解决了旧有系统简单控制、不利于实际的需求，而且大大解放了人工，自动上报故障，多种策略照明方案，满足不同地区不同的照明需求。 现在路灯控制系统基本无反馈（无故障反馈），且不能精确控制到每一盏路灯，控制方案单一等不足。本文研究了一种基于TWACS通讯的智能监控系统。该系统应用TWACS传输，配合成熟的GPRS技术，使整个系统施工、配置、简单方便。路灯在控制中心可以不限制地域可远程监控，终端路灯无需布线，利用原有的路灯供电线路完成通讯任务。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究的目的和意义

1．2 路灯控制系统研究现状

1．3 相关关键技术研究现状及应用

1．3．1 TWACS(双向工频自动通信系统)研究现状

1．3．2 GPRS通讯技术

1．4 课题研究内容

第2章 路灯监控系统的总体方案研究

2．1 引言

2．2 路灯集中器

2．3 单灯控制器

2．4 GPRS和TWACS通讯方式分析及选择

2．5 相关通讯协议

2．5．1 主站与路灯集中器的通讯协议

2．5．2 路灯集中器与单灯控制器的通讯协议

2．5．3 集中器内部主CPU与调制CPU之间通讯协议

2．6 控制策略分析与实现

2．7 TWACS技术研究及原理

2．7．1 TWACS(双向工频自动通信系统)技术实现原理

2．7．2 TWACS信号调制方法

2．7．3 信号提取处理及纠错算法

2．8 本章小结

第3章 单灯控制器的设计

3．1 引言

3．2 路灯光源情况分析

3．3 信号采样和接收电路

3．4 信号发送电路

3．5 单片机部分

3．5．1 MCU等芯片选型设计

3．5．2 MCU内部EEPROM资源分配表

3．5．3 FLASH资源分配图

3．5．4 原理图

3．6 程序时序分析及设计

3．7 本章小结

第4章 路灯集中器的设计

4．1 引言

4．2 主MCU模块

4．3 电源模块

4．4 TWACS模块

4．5 人机接口模块

4．6 时钟模块

4．7 通讯模块部分

4．8 数据存储模块

4．9 继电器控制输出

4．10 本章小结

第5章 相关程序设计

5．1 单灯控制器部分

5．1．1 单灯控制任务状态转移图

5．1．2 异常处理流程

5．1．3 定时器2的几个定时处理流程

5．2 路灯集中器部分

5．2．1 主流程

5．2．2 方案运行策略流程

5．2．3 对电表抄表(645规约)流程

5．2．4 GPRS处理流程

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 系统测试

6．2 取得成果

6．3 进一步工作与展望

参考文献

致谢

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