單片機(jī)的路燈遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用分析

鄧大輝

摘? 要：路燈照明系統(tǒng)是城市公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要內(nèi)容之一，是實(shí)現(xiàn)路燈遠(yuǎn)程控制和現(xiàn)代化管理的關(guān)鍵步驟。闡述了一種以單片機(jī)為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，并分析了該系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng);單片機(jī);遠(yuǎn)程通信模塊;電力線載波通信模塊

中圖分類號(hào)：TP273+.5?????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? ????????????文章編號(hào)：2095-6835（2014）23-0037-02

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)得到了很好的發(fā)展。該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)對(duì)路燈進(jìn)行開關(guān)控制，并能根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)路燈的亮度，從而更加有效地利用和節(jié)約電能。因此，我們要充分了解控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。只有這樣，才能及時(shí)解決故障。

1? 系統(tǒng)概述

遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)的核心是單片機(jī)控制，由主機(jī)和從機(jī)兩部分組成，并以主從模式實(shí)現(xiàn)多單片機(jī)之間的通信。主從機(jī)之間通過(guò)電力線載波技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信，從而有效地減少了通訊線路。主機(jī)由單片機(jī)、遠(yuǎn)程通信模塊和電力線載波通信模塊組成，負(fù)責(zé)接收遠(yuǎn)程監(jiān)控中心發(fā)出的控制命令和路燈的故障信息;從機(jī)由單片機(jī)、電力線載波通信模塊和開關(guān)控制電路、電壓和電流檢測(cè)電路組成，它根據(jù)主機(jī)的命令開、關(guān)燈，調(diào)節(jié)亮度和執(zhí)行故障自檢?？刂葡到y(tǒng)的線路結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1? 控制系統(tǒng)的線路結(jié)構(gòu)

2? 硬件設(shè)計(jì)

2.1? 主機(jī)的硬件設(shè)計(jì)

主機(jī)以STC12C5A60S2單片機(jī)作為控制核心。該單片機(jī)為雙串口單片機(jī)，可保證單片機(jī)與通信模塊、從機(jī)之間的通信互不干擾，并保證通信的可靠性;片上1 KB的EEPROM存儲(chǔ)空間可保存主機(jī)地址、從機(jī)的數(shù)量和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心終端的通信地址等重要信息，且具有掉電保存功能;看門狗復(fù)位功能可保證程序的正確運(yùn)行，防止程序進(jìn)入死循環(huán)。

通信模塊選用西門子MC52I模塊，該模塊具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低和通信可靠等優(yōu)點(diǎn)，且支持AT命令集控制。單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的AT指令控制MC52I通信模塊讀取、發(fā)送控制命令和狀態(tài)信息。

為了實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間的電力線載波通訊，系統(tǒng)選用KQ-330f+電力載波數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。該模塊是一款小體積、高性能的過(guò)零點(diǎn)載波數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，是專門為在220 V交流線路上使用，且能在強(qiáng)干擾、強(qiáng)衰減和遠(yuǎn)距離等通信環(huán)境中可靠傳送數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的載波模塊。KQ-330f+電力載波數(shù)據(jù)收發(fā)模塊可直接與單片機(jī)的串口相連。

單片機(jī)的工作電壓為5 V，MC52I通信模塊的工作電壓為4.2 V。為了保證兩者連接的可靠性，選用了MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片，通信的波特率設(shè)置為9 600 bps。

2.2? 從機(jī)的硬件設(shè)計(jì)

從機(jī)以STC12C5A60S2單片作為控制核心。為了實(shí)現(xiàn)從機(jī)與主機(jī)的電力載波通信，在從機(jī)側(cè)安設(shè)了KQ-330f+電力載波數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，并與單片機(jī)相連。

通過(guò)單片機(jī)控制雙向可控硅BTA16-600B的通斷，可實(shí)現(xiàn)路燈開關(guān)控制。為了有效隔離雙向可控硅上交流高壓和直流低壓控制信號(hào)，需要在單片機(jī)與BTA16-600B之間加設(shè)光耦合雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器MOC3023。

路燈的亮度調(diào)節(jié)依靠單片機(jī)PWM輸出管腳中PWM波具有的輸出頻率不變、占空比可變特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。PWM波的固定頻率為1 kHz，當(dāng)路燈最亮?xí)r，占空比為100%;當(dāng)路燈最暗時(shí)，占空比為70%.從機(jī)可根據(jù)主機(jī)的命令調(diào)節(jié)占空比。

電壓、電流的檢測(cè)借助單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換功能完成。由于采集的電壓、電流均為交流，且最后送至AD口的采樣電壓不能超過(guò)5 V，所以，交流電壓的采樣結(jié)果是通過(guò)整流橋、電阻分壓后得到的小于5 V的直流電壓信號(hào)，并將此信號(hào)送至單片機(jī)的AD口;交流電流的采樣方法為先通過(guò)電流互感器TA0913-2M，將大交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)為小交流電流信號(hào)，再經(jīng)過(guò)采樣電阻轉(zhuǎn)為交流電壓信號(hào)，最后經(jīng)過(guò)整流橋送至單片機(jī)AD口。經(jīng)過(guò)換算單片機(jī)通過(guò)AD轉(zhuǎn)換后得到的值后，就可得到采樣交流電壓、電流的真實(shí)值。

3? 軟件設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)中，主機(jī)除了負(fù)責(zé)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的信息交換，還負(fù)責(zé)控制和查詢從機(jī)，是控制系統(tǒng)的核心部分。下面介紹主機(jī)的軟件程序設(shè)計(jì)。

圖2? 主機(jī)程序流程圖

主機(jī)的軟件程序設(shè)計(jì)分為以下4步：①完成單片機(jī)的初始化。具體包括串口、定時(shí)器和看門狗的初始化設(shè)置，并在EEPROM中讀取本機(jī)地址、從機(jī)的數(shù)量等重要信息。②發(fā)送AT指令，并對(duì)MC52I通信模塊進(jìn)行通信的初始化。主要進(jìn)行配置MC52I的通信方式、連接遠(yuǎn)程監(jiān)控中心終端等步驟。③程序進(jìn)入等待遠(yuǎn)程控制命令的狀態(tài)后，一旦接收到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心發(fā)送的控制命令，主機(jī)便會(huì)將命令以廣播的方式傳達(dá)至從機(jī)。經(jīng)過(guò)適當(dāng)延時(shí)后，主機(jī)會(huì)以一對(duì)一的通訊方式，逐一查詢從機(jī)對(duì)控制命令的執(zhí)行結(jié)果。如果接收到故障信息，則會(huì)記錄故障從機(jī)的編號(hào)。查詢結(jié)束后，主機(jī)會(huì)將控制命令的執(zhí)行情況發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。④在路燈打開的情況下，每隔一段時(shí)間，主機(jī)將自動(dòng)查詢從機(jī)的狀態(tài)，收集故障信息。如果存在故障信息，主機(jī)則會(huì)將匯總后的故障信息發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心;如果無(wú)故障信息，主機(jī)則會(huì)繼續(xù)等待遠(yuǎn)程終端的命令或下一次自動(dòng)查詢。主機(jī)的程序流程如圖2所示。

4? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)深入了解該系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)流程，該遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)已在小范圍的工業(yè)園區(qū)得到了廣泛應(yīng)用。該系統(tǒng)的性能穩(wěn)定，且維護(hù)方便，合理的開關(guān)控制和亮度調(diào)節(jié)有效節(jié)約了電能，同時(shí)，自動(dòng)上報(bào)故障信息功能也給路燈維修人員帶來(lái)了便利。

參考文獻(xiàn)

[1]任致禮，梅學(xué)峰，任北辰.淺談路燈遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2011（03）.

[2]胡金輪.改進(jìn)的基于單片機(jī)的無(wú)線路燈控制系統(tǒng)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2010（04）.

〔編輯：張思楠〕

Single Chip Microcomputer Street Remote Control System Design and Application Analysis

Deng Dahui

Abstract： The street lighting system is an important part of urban public infrastructure construction is a key step towards the modernization of street lighting remote control and management. Describes the basic structure of a microcontroller-based control system for remote street， and analyze hardware and software design of the system.

Key words： remote street lighting control system; single chip microcomputer; remote communication module; power line carrier communication module

摘? 要：路燈照明系統(tǒng)是城市公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要內(nèi)容之一，是實(shí)現(xiàn)路燈遠(yuǎn)程控制和現(xiàn)代化管理的關(guān)鍵步驟。闡述了一種以單片機(jī)為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，并分析了該系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng);單片機(jī);遠(yuǎn)程通信模塊;電力線載波通信模塊

中圖分類號(hào)：TP273+.5?????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? ????????????文章編號(hào)：2095-6835（2014）23-0037-02

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)得到了很好的發(fā)展。該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)對(duì)路燈進(jìn)行開關(guān)控制，并能根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)路燈的亮度，從而更加有效地利用和節(jié)約電能。因此，我們要充分了解控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。只有這樣，才能及時(shí)解決故障。

1? 系統(tǒng)概述

遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)的核心是單片機(jī)控制，由主機(jī)和從機(jī)兩部分組成，并以主從模式實(shí)現(xiàn)多單片機(jī)之間的通信。主從機(jī)之間通過(guò)電力線載波技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信，從而有效地減少了通訊線路。主機(jī)由單片機(jī)、遠(yuǎn)程通信模塊和電力線載波通信模塊組成，負(fù)責(zé)接收遠(yuǎn)程監(jiān)控中心發(fā)出的控制命令和路燈的故障信息;從機(jī)由單片機(jī)、電力線載波通信模塊和開關(guān)控制電路、電壓和電流檢測(cè)電路組成，它根據(jù)主機(jī)的命令開、關(guān)燈，調(diào)節(jié)亮度和執(zhí)行故障自檢。控制系統(tǒng)的線路結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1? 控制系統(tǒng)的線路結(jié)構(gòu)

2? 硬件設(shè)計(jì)

2.1? 主機(jī)的硬件設(shè)計(jì)

主機(jī)以STC12C5A60S2單片機(jī)作為控制核心。該單片機(jī)為雙串口單片機(jī)，可保證單片機(jī)與通信模塊、從機(jī)之間的通信互不干擾，并保證通信的可靠性;片上1 KB的EEPROM存儲(chǔ)空間可保存主機(jī)地址、從機(jī)的數(shù)量和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心終端的通信地址等重要信息，且具有掉電保存功能;看門狗復(fù)位功能可保證程序的正確運(yùn)行，防止程序進(jìn)入死循環(huán)。

通信模塊選用西門子MC52I模塊，該模塊具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低和通信可靠等優(yōu)點(diǎn)，且支持AT命令集控制。單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的AT指令控制MC52I通信模塊讀取、發(fā)送控制命令和狀態(tài)信息。

為了實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間的電力線載波通訊，系統(tǒng)選用KQ-330f+電力載波數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。該模塊是一款小體積、高性能的過(guò)零點(diǎn)載波數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，是專門為在220 V交流線路上使用，且能在強(qiáng)干擾、強(qiáng)衰減和遠(yuǎn)距離等通信環(huán)境中可靠傳送數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的載波模塊。KQ-330f+電力載波數(shù)據(jù)收發(fā)模塊可直接與單片機(jī)的串口相連。

單片機(jī)的工作電壓為5 V，MC52I通信模塊的工作電壓為4.2 V。為了保證兩者連接的可靠性，選用了MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片，通信的波特率設(shè)置為9 600 bps。

2.2? 從機(jī)的硬件設(shè)計(jì)

從機(jī)以STC12C5A60S2單片作為控制核心。為了實(shí)現(xiàn)從機(jī)與主機(jī)的電力載波通信，在從機(jī)側(cè)安設(shè)了KQ-330f+電力載波數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，并與單片機(jī)相連。

通過(guò)單片機(jī)控制雙向可控硅BTA16-600B的通斷，可實(shí)現(xiàn)路燈開關(guān)控制。為了有效隔離雙向可控硅上交流高壓和直流低壓控制信號(hào)，需要在單片機(jī)與BTA16-600B之間加設(shè)光耦合雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器MOC3023。

路燈的亮度調(diào)節(jié)依靠單片機(jī)PWM輸出管腳中PWM波具有的輸出頻率不變、占空比可變特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。PWM波的固定頻率為1 kHz，當(dāng)路燈最亮?xí)r，占空比為100%;當(dāng)路燈最暗時(shí)，占空比為70%.從機(jī)可根據(jù)主機(jī)的命令調(diào)節(jié)占空比。

電壓、電流的檢測(cè)借助單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換功能完成。由于采集的電壓、電流均為交流，且最后送至AD口的采樣電壓不能超過(guò)5 V，所以，交流電壓的采樣結(jié)果是通過(guò)整流橋、電阻分壓后得到的小于5 V的直流電壓信號(hào)，并將此信號(hào)送至單片機(jī)的AD口;交流電流的采樣方法為先通過(guò)電流互感器TA0913-2M，將大交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)為小交流電流信號(hào)，再經(jīng)過(guò)采樣電阻轉(zhuǎn)為交流電壓信號(hào)，最后經(jīng)過(guò)整流橋送至單片機(jī)AD口。經(jīng)過(guò)換算單片機(jī)通過(guò)AD轉(zhuǎn)換后得到的值后，就可得到采樣交流電壓、電流的真實(shí)值。

3? 軟件設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)中，主機(jī)除了負(fù)責(zé)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的信息交換，還負(fù)責(zé)控制和查詢從機(jī)，是控制系統(tǒng)的核心部分。下面介紹主機(jī)的軟件程序設(shè)計(jì)。

圖2? 主機(jī)程序流程圖

主機(jī)的軟件程序設(shè)計(jì)分為以下4步：①完成單片機(jī)的初始化。具體包括串口、定時(shí)器和看門狗的初始化設(shè)置，并在EEPROM中讀取本機(jī)地址、從機(jī)的數(shù)量等重要信息。②發(fā)送AT指令，并對(duì)MC52I通信模塊進(jìn)行通信的初始化。主要進(jìn)行配置MC52I的通信方式、連接遠(yuǎn)程監(jiān)控中心終端等步驟。③程序進(jìn)入等待遠(yuǎn)程控制命令的狀態(tài)后，一旦接收到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心發(fā)送的控制命令，主機(jī)便會(huì)將命令以廣播的方式傳達(dá)至從機(jī)。經(jīng)過(guò)適當(dāng)延時(shí)后，主機(jī)會(huì)以一對(duì)一的通訊方式，逐一查詢從機(jī)對(duì)控制命令的執(zhí)行結(jié)果。如果接收到故障信息，則會(huì)記錄故障從機(jī)的編號(hào)。查詢結(jié)束后，主機(jī)會(huì)將控制命令的執(zhí)行情況發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。④在路燈打開的情況下，每隔一段時(shí)間，主機(jī)將自動(dòng)查詢從機(jī)的狀態(tài)，收集故障信息。如果存在故障信息，主機(jī)則會(huì)將匯總后的故障信息發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心;如果無(wú)故障信息，主機(jī)則會(huì)繼續(xù)等待遠(yuǎn)程終端的命令或下一次自動(dòng)查詢。主機(jī)的程序流程如圖2所示。

4? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)深入了解該系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)流程，該遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)已在小范圍的工業(yè)園區(qū)得到了廣泛應(yīng)用。該系統(tǒng)的性能穩(wěn)定，且維護(hù)方便，合理的開關(guān)控制和亮度調(diào)節(jié)有效節(jié)約了電能，同時(shí)，自動(dòng)上報(bào)故障信息功能也給路燈維修人員帶來(lái)了便利。

參考文獻(xiàn)

[1]任致禮，梅學(xué)峰，任北辰.淺談路燈遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2011（03）.

[2]胡金輪.改進(jìn)的基于單片機(jī)的無(wú)線路燈控制系統(tǒng)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2010（04）.

〔編輯：張思楠〕

Single Chip Microcomputer Street Remote Control System Design and Application Analysis

Deng Dahui

Abstract： The street lighting system is an important part of urban public infrastructure construction is a key step towards the modernization of street lighting remote control and management. Describes the basic structure of a microcontroller-based control system for remote street， and analyze hardware and software design of the system.

Key words： remote street lighting control system; single chip microcomputer; remote communication module; power line carrier communication module

摘? 要：路燈照明系統(tǒng)是城市公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要內(nèi)容之一，是實(shí)現(xiàn)路燈遠(yuǎn)程控制和現(xiàn)代化管理的關(guān)鍵步驟。闡述了一種以單片機(jī)為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，并分析了該系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng);單片機(jī);遠(yuǎn)程通信模塊;電力線載波通信模塊

中圖分類號(hào)：TP273+.5?????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? ????????????文章編號(hào)：2095-6835（2014）23-0037-02

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)得到了很好的發(fā)展。該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)對(duì)路燈進(jìn)行開關(guān)控制，并能根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)路燈的亮度，從而更加有效地利用和節(jié)約電能。因此，我們要充分了解控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。只有這樣，才能及時(shí)解決故障。

1? 系統(tǒng)概述

遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)的核心是單片機(jī)控制，由主機(jī)和從機(jī)兩部分組成，并以主從模式實(shí)現(xiàn)多單片機(jī)之間的通信。主從機(jī)之間通過(guò)電力線載波技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信，從而有效地減少了通訊線路。主機(jī)由單片機(jī)、遠(yuǎn)程通信模塊和電力線載波通信模塊組成，負(fù)責(zé)接收遠(yuǎn)程監(jiān)控中心發(fā)出的控制命令和路燈的故障信息;從機(jī)由單片機(jī)、電力線載波通信模塊和開關(guān)控制電路、電壓和電流檢測(cè)電路組成，它根據(jù)主機(jī)的命令開、關(guān)燈，調(diào)節(jié)亮度和執(zhí)行故障自檢?？刂葡到y(tǒng)的線路結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1? 控制系統(tǒng)的線路結(jié)構(gòu)

2? 硬件設(shè)計(jì)

2.1? 主機(jī)的硬件設(shè)計(jì)

主機(jī)以STC12C5A60S2單片機(jī)作為控制核心。該單片機(jī)為雙串口單片機(jī)，可保證單片機(jī)與通信模塊、從機(jī)之間的通信互不干擾，并保證通信的可靠性;片上1 KB的EEPROM存儲(chǔ)空間可保存主機(jī)地址、從機(jī)的數(shù)量和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心終端的通信地址等重要信息，且具有掉電保存功能;看門狗復(fù)位功能可保證程序的正確運(yùn)行，防止程序進(jìn)入死循環(huán)。

通信模塊選用西門子MC52I模塊，該模塊具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低和通信可靠等優(yōu)點(diǎn)，且支持AT命令集控制。單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的AT指令控制MC52I通信模塊讀取、發(fā)送控制命令和狀態(tài)信息。

為了實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間的電力線載波通訊，系統(tǒng)選用KQ-330f+電力載波數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。該模塊是一款小體積、高性能的過(guò)零點(diǎn)載波數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，是專門為在220 V交流線路上使用，且能在強(qiáng)干擾、強(qiáng)衰減和遠(yuǎn)距離等通信環(huán)境中可靠傳送數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的載波模塊。KQ-330f+電力載波數(shù)據(jù)收發(fā)模塊可直接與單片機(jī)的串口相連。

單片機(jī)的工作電壓為5 V，MC52I通信模塊的工作電壓為4.2 V。為了保證兩者連接的可靠性，選用了MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片，通信的波特率設(shè)置為9 600 bps。

2.2? 從機(jī)的硬件設(shè)計(jì)

從機(jī)以STC12C5A60S2單片作為控制核心。為了實(shí)現(xiàn)從機(jī)與主機(jī)的電力載波通信，在從機(jī)側(cè)安設(shè)了KQ-330f+電力載波數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，并與單片機(jī)相連。

通過(guò)單片機(jī)控制雙向可控硅BTA16-600B的通斷，可實(shí)現(xiàn)路燈開關(guān)控制。為了有效隔離雙向可控硅上交流高壓和直流低壓控制信號(hào)，需要在單片機(jī)與BTA16-600B之間加設(shè)光耦合雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器MOC3023。

路燈的亮度調(diào)節(jié)依靠單片機(jī)PWM輸出管腳中PWM波具有的輸出頻率不變、占空比可變特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。PWM波的固定頻率為1 kHz，當(dāng)路燈最亮?xí)r，占空比為100%;當(dāng)路燈最暗時(shí)，占空比為70%.從機(jī)可根據(jù)主機(jī)的命令調(diào)節(jié)占空比。

電壓、電流的檢測(cè)借助單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換功能完成。由于采集的電壓、電流均為交流，且最后送至AD口的采樣電壓不能超過(guò)5 V，所以，交流電壓的采樣結(jié)果是通過(guò)整流橋、電阻分壓后得到的小于5 V的直流電壓信號(hào)，并將此信號(hào)送至單片機(jī)的AD口;交流電流的采樣方法為先通過(guò)電流互感器TA0913-2M，將大交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)為小交流電流信號(hào)，再經(jīng)過(guò)采樣電阻轉(zhuǎn)為交流電壓信號(hào)，最后經(jīng)過(guò)整流橋送至單片機(jī)AD口。經(jīng)過(guò)換算單片機(jī)通過(guò)AD轉(zhuǎn)換后得到的值后，就可得到采樣交流電壓、電流的真實(shí)值。

3? 軟件設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)中，主機(jī)除了負(fù)責(zé)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的信息交換，還負(fù)責(zé)控制和查詢從機(jī)，是控制系統(tǒng)的核心部分。下面介紹主機(jī)的軟件程序設(shè)計(jì)。

圖2? 主機(jī)程序流程圖

主機(jī)的軟件程序設(shè)計(jì)分為以下4步：①完成單片機(jī)的初始化。具體包括串口、定時(shí)器和看門狗的初始化設(shè)置，并在EEPROM中讀取本機(jī)地址、從機(jī)的數(shù)量等重要信息。②發(fā)送AT指令，并對(duì)MC52I通信模塊進(jìn)行通信的初始化。主要進(jìn)行配置MC52I的通信方式、連接遠(yuǎn)程監(jiān)控中心終端等步驟。③程序進(jìn)入等待遠(yuǎn)程控制命令的狀態(tài)后，一旦接收到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心發(fā)送的控制命令，主機(jī)便會(huì)將命令以廣播的方式傳達(dá)至從機(jī)。經(jīng)過(guò)適當(dāng)延時(shí)后，主機(jī)會(huì)以一對(duì)一的通訊方式，逐一查詢從機(jī)對(duì)控制命令的執(zhí)行結(jié)果。如果接收到故障信息，則會(huì)記錄故障從機(jī)的編號(hào)。查詢結(jié)束后，主機(jī)會(huì)將控制命令的執(zhí)行情況發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。④在路燈打開的情況下，每隔一段時(shí)間，主機(jī)將自動(dòng)查詢從機(jī)的狀態(tài)，收集故障信息。如果存在故障信息，主機(jī)則會(huì)將匯總后的故障信息發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心;如果無(wú)故障信息，主機(jī)則會(huì)繼續(xù)等待遠(yuǎn)程終端的命令或下一次自動(dòng)查詢。主機(jī)的程序流程如圖2所示。

4? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)深入了解該系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)流程，該遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)已在小范圍的工業(yè)園區(qū)得到了廣泛應(yīng)用。該系統(tǒng)的性能穩(wěn)定，且維護(hù)方便，合理的開關(guān)控制和亮度調(diào)節(jié)有效節(jié)約了電能，同時(shí)，自動(dòng)上報(bào)故障信息功能也給路燈維修人員帶來(lái)了便利。

參考文獻(xiàn)

[1]任致禮，梅學(xué)峰，任北辰.淺談路燈遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2011（03）.

[2]胡金輪.改進(jìn)的基于單片機(jī)的無(wú)線路燈控制系統(tǒng)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2010（04）.

〔編輯：張思楠〕

Single Chip Microcomputer Street Remote Control System Design and Application Analysis

Deng Dahui

Abstract： The street lighting system is an important part of urban public infrastructure construction is a key step towards the modernization of street lighting remote control and management. Describes the basic structure of a microcontroller-based control system for remote street， and analyze hardware and software design of the system.

Key words： remote street lighting control system; single chip microcomputer; remote communication module; power line carrier communication module