论文研究-基于Hi3511的路灯控制器的研究 .pdf

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基于Hi3511的路灯控制器的研究,李浩维,赵文深,为了降低城市照明系统中的能源浪费,本文设计并实现了基于嵌入式Linux的智能路灯控制系统。该控制系统采用AMR9的处理器,以嵌入式Lin
国武技论文在线 相对于光耦隔离功耗更低。这样对外部的干扰信号能够起到定的干扰作用。 图控制电路图 电参数采集电路 为了及时排査故障路灯,我们需要实时监控路灯的工作状态。因此我们采用 采 集各回路的电流及电压。首先我们可以根据路灯回路中的带负载情况设置各个回路的电流电 压阈值,然后对采集到的电流及电压值与阈值进行比较,若电流低于电流阈值说明回路中有 路灯非正常工作。 电路具体实现如图所示,采用的是 ,其与通信采用的是总线协 议。其通过引胭和引脚采集各回路的电压与电流。 图数据采集电路图 如图是一个单八路模拟开关,采用如下电路可以通过控制 三个管脚选择八路模 拟信号。每次通过控制一路模拟信号输入,通过 芯片采集模拟信号。 国武技论文在线 图单八嵱模拟开关电路 通信电路 考虑到相比更快,且目前覆盖面积较大,因此我们在设计中采用了通信 的方式。对于模块采用 模块,其与板的通信接口采用了 接 如下图所示,模块与板的通信方式采用 协议。 图模块接口电路 软件设计 路灯控制器只有多种功能,例如:路灯的开关控制、路灯运行状况检测与报警、自动定 时控制、断电报警、液晶显示等。软件设计采用模块结构,整个软件包括应用层稈序和驱动 昃稈序。驱动层程序包括 液晶驱动稈序、总线驱动稈序、总线驱动程序。其 中总线驱动用来进行电参数检沨,总线用于进行扩展以及开关控制。这里对几 个主要程序框图进行如下简述。 国武技论文在线 主程序 如图所示,控制器与服务器采用短连接的方式。在系统上电以后,首先会向服务器请 求同步当前时钟,若设置时钟失败则重复发送时钟请求命令,若成功则向服务器发送查询命 令。查询当前是否有控制命令等待处理,若有控制命令则进行相应的控制操作,若有修改时 间控制表的操作,则修改时间控制表,否则收到确认消息表示当前无需要处理的命令。待处 理完服务器命令后,最后测量当前回路电参数,将测量获取的电参数与其阈值相比较,若超 过或低于阈值则说明回路上作出错,向服务器报警,若电参数正常,则向服务器更新当前各 回路电参数。待一切处理结束以后,控制器进入休眠状态,等待再次被唤醒。 开始 <电参数是否超过网值 服务器发 送电参数 请求设置初 控制反馈 改反馈睡眠 是否收到味>收制牵收到确认消 修改命 置间 向服务 图主程序流程图 通信协议 协议中包括协议头、心跳信息、数据长度、控制信息、控制数据、结束位。其中协议长 度是为了验证收到数据的正确性,控制信息是为了解析当前收到的是哪一类信息,控制数据 则是相应的一类控制信息需要的数据。 自动控制程序 路灯的自动控制对于路灯控制器是必不可少的,路灯可以根据预设定的时间对各个回路 进行控制。首先板利用总线读取当前时间,与本地控制表中各回路的控制时间进 行对比,若达到打开或者关闭的时间则进行相应的操作。 同时控制表中的时间可以在服务端修改,为了处理突发事件,可以在服务器端对某天的 控制时间进行配置。 液晶显示电路 液晶主要包括四个页面,分别为主菜单页面、控制页面、配置页面、测量页面。上电后, 液晶首先进入欢迎页面,然后就会进入主菜单页面,在其中可以选择进入其他三个页面中任 意一个,若进入控制页面,可以查询当前三个回路的开关状态以及实现对各个回路的控制。 其次可以进入配置页面,查看当前的配置信息,例如板的地址。第三个选项是测 量页面,此页面可以查询三个回路的电流、电压、电量信息。 抗干扰措施 由于路灯控制器中有强电的介入,因此很容易对弱电部分产生干扰。对于这种可能产生 的影响,我们采用了较好的隔离措施。在硬件电路的设计中,我们把强电部分和弱电部分分 国武技论文在线 别布置在两个板中。而且在对外接∏中采用了高效的磁隔离芯片。如卜图是已经完 成的路灯控制器的实物图,目前这套系统已经可以稳定高效的工作。 图路灯控制器实物图 结论 经过测试,本套系统实现了基本的回路控制、测量。控制部分可以实现现场于动控制、 远程手动控制、自动控制,也实现∫回路电参数检测及问趨报警功能,可以完成断电电源自 动切换及报警,可以远程视频监控灯控制器工作状态ε根据稳定性测试,此系统可以长期 稳定作,控制时差在亳秒级别、测量精度也控制在以内。 参考文献 杜宇峰仁欣工黎基于嵌入式平台下驱动程序开发无线电程 朱明荣汪立森总线器件 的原理与应用电子技术应用 李田金新民 型电能测量电咯的原理及应用国外电子元器件 白复东嵌入式驱动程序的开发信息技术 刘雨楼宋春宁宋绍剑基于 的城市路灯控伺器设计工业控制计算机 孙春志孙静王威廉基于 智能单向电表的设计电子测量技术 郑洁秦公斌基 的路灯控制器设计与实现照明工程学报 甘建平朱青基于电能计量芯片 的电子式电能表的设计中国仪器仪表

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