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

【摘要】：近年來,我國經濟迅猛發(fā)展,工業(yè)發(fā)展水平顯著,但高能耗、高排放的產業(yè)依然存在,由此導致能源消耗量和排放量依然呈現快速增長的趨勢。其中,電力工業(yè)作為能源消耗大戶,其對燃煤的消耗占全國消耗總量的60%以上。電力產業(yè)鏈主要包括發(fā)電、電力傳輸和用電三個環(huán)節(jié),三者之中,又以用電環(huán)節(jié)所造成的能源浪費現象最為嚴重。例如學校、商場、辦公樓等公共場所中,常常出現人走燈未滅的情況,這一類看似微小的疏忽積少成多,造成的浪費難以估量。在大型公共場所照明設備的傳統控制方式上,一般都停留在專人負責手動控制的階段,控制十分不便,對人力資源造成了不必要的耗費。另外,在現行的智能家居控制系統中,多采用無線通訊技術,易受到障礙物、通信距離等因素的影響。本文針對目前公共場所照明設備控制領域存在的上述問題,以及響應國家對低碳環(huán)保、節(jié)能減排的號召,研究設計了一種基于電力載波技術的公共照明遠程控制系統。論文主要包含如下工作:(1)公共照明遠程控制系統總體架構方案設計。通過對系統整體功能需求的分析與研究,以及對電力線載波通信技術、串行接口通信技術、無線通信技術等技術的研究,在實現對公共場所照明設備進行遠程控制主要功能的基礎上,為了實現控制信息雙向通信、自定義設置電力載波通信編碼、跨變壓器臺區(qū)通信進而進行設備控制等創(chuàng)新功能,設計公共照明遠程控制系統的整體方案。利用電力網線路覆蓋面廣的優(yōu)勢,以電力線載波技術作為系統主要通信手段,輔之以串行接口通信技術、IIC總線技術、ZigBee無線通信技術等,以公共場所的照明設備作為控制對象,構建由控制中心計算機、主控模塊、電力載波開關、無線通信模塊等環(huán)節(jié)組成的整體架構。(2)公共照明遠程控制系統的硬件選型及電路設計。根據系統通信過程中的不同工作環(huán)節(jié)劃分,分別對主控模塊、無線通信模塊、電力載波開關模塊進行了相關研究與設計工作。通過對相關硬件設備的成本、性能等因素的研究并結合系統需求以及實際研究條件等因素進行權衡,最終明確以HLPLCS520F芯片作為實現系統中電力載波通信功能的通信芯片,以CC2530系列芯片為中心構建系統中的Zig Bee無線通信模塊,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上,根據需求設計主控模塊、無線通信模塊、電力載波開關模塊的硬件電路,完成各主要電路的功能實現以及測試工作。(3)公共照明遠程控制系統相關軟件功能設計與實現。以對整體功能的研究為藍圖,結合相應硬件結構,設計系統各模塊的軟件。根據設計需求,先對各功能進行方案的研究設計,并繪制流程圖實現相應的功能。隨后結合系統整體需求對ZigBee協議、IIC總線協議等相關內容進行研究,結合對上位機界面設計、微控制器相關程序設計、無線通信軟件設計相關的開發(fā)平臺的研究,分別完成控制中心計算機的管理界面設計、主控模塊及電力載波開關模塊的程序設計以及無線通信模塊的程序開發(fā)。在完成對各單元軟件功能進行獨立調試的基礎上,最后完成系統整體軟件功能的測試,并對存在缺陷進行完善。(4)系統抗干擾性能的研究。對系統中存在的干擾因素進行研究,主要對電力線載波通信過程中的干擾特性進行研究與分析。通過分析系統通信過程中可能存在的問題,提出具體的措施以提升系統通信質量,包括研究路由分簇算法以提升通信自組網能力,研究擴頻通信技術以對抗電力載波通信所存在的信道干擾,采用冗余容錯法以降低通信過程中的丟碼、誤碼概率,同時提出一種新的通信編碼結構以解決現有電力載波開關設備可能存在的重碼問題。完成系統的研究設計工作后,對其進行測試評估,達到了設計的預期目的。通過計算機仿真與實際應用的實驗結果表明,分簇路由算法、擴頻通信技術、冗余容錯技術等手段的加入可使系統通信質量得到提升,使系統運行的穩(wěn)定性得以保證。使用本系統無需額外鋪設通信線路,在一定程度上降低了成本,同時通過控制中心計算機進行遠程操作,可對照明設備隨時監(jiān)視、及時控制,為公共場所照明設備的管理工作提供便利,從而減少管理成本和資源浪費。
[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 .
【學位授予單位】：陜西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP273

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 胥加林;游安華;皮大偉;;基于單片機的智能紅外遙控開關[J];機械制造與自動化;2016年04期

2 郭國法;許萌;張開生;;基于ZigBee無線傳感器網絡的智能節(jié)水灌溉系統設計[J];江蘇農業(yè)科學;2015年11期

3 潘雨晴;馮隆基;金萍;;窄帶OFDM低壓電力線載波技術及標準化發(fā)展趨勢分析[J];電測與儀表;2015年13期

4 蔣萍花;張楠;;數據采集系統串口通信的設計與實現[J];電子測量技術;2015年06期

5 屈瑩;黃倩倩;楊起;秦鋒;;高校教室節(jié)能照明系統[J];山西電子技術;2015年03期

6 張正華;顧駿;劉平;徐楊;王杰;沈非凡;馬超;;基于Android和電力載波通信的多節(jié)點遠程控制[J];單片機與嵌入式系統應用;2015年06期

7 高志遠;姚建國;郭昆亞;曹陽;宋寧希;李強;孫芊;;智能電網對智慧城市的支撐作用研究[J];電力系統保護與控制;2015年11期

8 李文瑞;;低壓電力線載波通信技術探討[J];電子制作;2015年12期

9 鄭方磊;夏春蕾;戴曙光;;基于V9401和電力載波的單燈控制器設計[J];測控技術;2015年03期

10 王龍;;有線通信技術與無線通信技術對比分析[J];信息通信;2015年03期

相關博士學位論文 前2條

1 王抒祥;減排約束下電力資源綜合利用優(yōu)化模型與方法研究[D];華北電力大學;2013年

2 阿門達;基于網絡編碼的無線中繼網絡：策略及性能分析[D];華中科技大學;2012年

相關碩士學位論文 前5條

1 梁賀斌;基于可信度的DSP軟件冗余容錯表決方法研究[D];中國科學院國家空間科學中心;2016年

2 鄧中祚;智能家居控制系統設計與實現[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

3 張文海;基于物聯網的智能家居安防系統設計[D];西安電子科技大學;2015年

4 李大偉;城市照明能源設施節(jié)能智能監(jiān)管系統設計[D];華南理工大學;2013年

5 陳淑芳;基于51單片機的教學實驗系統的設計與開發(fā)[D];中國海洋大學;2011年

，

本文編號：2116842