電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)背景下的載波通信電路

牟云飛

（泰山科技學(xué)院，山東泰安，271000）

0 前言

在城市建設(shè)中，需要深入分析路燈照明系統(tǒng)所構(gòu)建的非工業(yè)用電發(fā)展機制，深入考量其機制耗電戶眾多，節(jié)能潛力表現(xiàn)突出等等問題，整體看來其能力表現(xiàn)上也相當(dāng)之強大，不過就整體調(diào)控而言依然還存在諸多難題亟待解決。采用電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)系統(tǒng)是能夠提高路燈智能控制性價比的，它在完成對路燈電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)系統(tǒng)的載波通信實驗基礎(chǔ)之上，也采用了多級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，結(jié)合電力線載波通信技術(shù)來實現(xiàn)對路燈照明系統(tǒng)終端的通信過程。而在系統(tǒng)中，軟硬件設(shè)計同等重要，需要加以深度分析。

1 電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)的系統(tǒng)設(shè)計分析

■1.1 通信方式的分析與選擇

為實現(xiàn)對路燈系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有效設(shè)計與節(jié)能控制，建立遠程智能化調(diào)光控制，利用電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)體現(xiàn)遠程通信功能是有必要的。因此要首先分析并選擇電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)系統(tǒng)的通信方式，如此對實現(xiàn)控制中心圍繞某一盞路燈或某一路段路燈的遠程智能化控制是很有幫助的。為此，要建立路燈與控制中心之間的信息傳遞技術(shù)體系，結(jié)合合理通信方式對路燈進行組網(wǎng)操作，正確選擇電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)方式，這是路燈組網(wǎng)通信方式建立的關(guān)鍵所在。不過，在城市中也要充分考慮到路燈分布廣泛、分散、數(shù)量相對較多的基本特征，結(jié)合通信方式正確選擇確保系統(tǒng)控制命令穩(wěn)定傳輸，降低系統(tǒng)運行成本。通常情況下，在電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)系統(tǒng)中所包含的通信技術(shù)內(nèi)容相當(dāng)豐富，主要就包括了電力線載波通信、GPRS無線技術(shù)、藍牙技術(shù)、現(xiàn)場縱向以及RS-485總線技術(shù)。就以藍牙技術(shù)為例，在電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)過程中應(yīng)該選擇藍牙通信技術(shù)，它靈活、快捷、低成本、低功耗，藍牙所提供的流量達到1Mbit/s，其在額外接入功率放大器以后，通信距離將會從原來的10m直接增加到100m。另外還有Zigbee技術(shù)，Zigbee整體看來其通信傳輸距離是非常之短的，所以必須結(jié)合相關(guān)限制內(nèi)容分析監(jiān)控中心路燈系統(tǒng)中的系統(tǒng)之間的信號傳輸距離。而在Zigbee無線通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上，需要采用電力線載波通信技術(shù)來實現(xiàn)遠距離信息傳輸，代替原有Zigbee技術(shù)，凸顯電力線載波通信應(yīng)用便捷性。如果從經(jīng)濟性角度展開分析，其中城市中大量低壓電力線路在載波通信技術(shù)應(yīng)用過程中要配合GPRS無線通信技術(shù)方式，要結(jié)合控制中所建立的路段內(nèi)路燈遠程智能控制機制分析相關(guān)技術(shù)內(nèi)容。

■1.2 基于PLC的段式總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

要基于PLC的段式總體結(jié)構(gòu)設(shè)計來優(yōu)化路燈終端控制器，確保控制芯片與低壓電力載波通信芯片建立相互關(guān)聯(lián)關(guān)系，實現(xiàn)對控制中心中任意路燈終端的有效通信與調(diào)光操作。簡言之，要利用PLC段式總體結(jié)構(gòu)設(shè)計來建立路燈子終端，如圖1[1]所示。

圖1 基于PLC段式總體結(jié)構(gòu)設(shè)計的路燈終端功能設(shè)計圖

需要建立PLC路燈控制系統(tǒng)機制，保證路燈控制終端兩側(cè)合理采用雙層設(shè)計技術(shù)內(nèi)容。例如一層可以考慮采用控制器配合單路燈控制設(shè)備，形成單回路控制機制，確保路燈調(diào)光功能表現(xiàn)突出。就功能設(shè)計而言，需要結(jié)合集中控制器采用ARM微處理器或單片機來實現(xiàn)調(diào)光控制功能，形成載波通信機制。整體來講需要利用PLC模塊對信號進行針對性處理。整體來講，要確保電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有效優(yōu)化，確保降低系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜度，如此對優(yōu)化系統(tǒng)可維護性，成功節(jié)約組網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)成本都有一定幫助。

■1.3 低壓電力載波通信機制

在構(gòu)建低壓電力載波通信機制過程中，體現(xiàn)其通信高效率便捷性，同時節(jié)約成本。不過考慮到低壓電力載波通信機制具有信道特性機制，結(jié)合抗干擾能力偏差問題分析電力載波弱穩(wěn)定性，結(jié)合諸多缺陷問題展開分析，保證調(diào)制解調(diào)技術(shù)電力載波特性有效優(yōu)化。在這一過程中也要分析傳輸信息可靠性有效提升方法，確保電力載波通信信道在建設(shè)過程中充分結(jié)合調(diào)制解調(diào)技術(shù)展開相應(yīng)研究，保證建設(shè)相對完善的電子鎮(zhèn)流器載波通信軟硬件技術(shù)機制，確保設(shè)計過程有效優(yōu)化[2]。

2 電子鎮(zhèn)流器的組網(wǎng)硬件設(shè)計

必須圍繞電子鎮(zhèn)流器具體組網(wǎng)過程分析載波通信內(nèi)容，確保載波通信電路設(shè)計有效到位。與此同時，也必須做好其他電路設(shè)計工作。

■2.1 載波通信電路設(shè)計

載波通信電路在設(shè)計過程中需要注重其調(diào)制解調(diào)功能內(nèi)部集成優(yōu)化，建立載波發(fā)射中心，確保中心頻率在120K以上，且要對芯片內(nèi)部的擴頻信號進行有效解擴，如此有利于恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。在建立載波通信電路過程中，則需要對電力線路上信號進行有效接收，確保引腳輸出信號與載波發(fā)送電路相互關(guān)聯(lián)，如此可形成全新耦合電路以及載波接收電路，并將信號直接引腳到芯片上。

就以載波接收電路為例，必須在載波接收電路信號接收方面建立良好的信號傳輸分析機制，保證有效規(guī)避25V以上的直流信號接收電路機制，保證實現(xiàn)對電路的有效保護。大體來講，就是要結(jié)合聯(lián)合電路優(yōu)化信號具體選頻操作過程，做到對電路優(yōu)化信號的有效更改，最終將信號內(nèi)部上拉到2.5V位置[3]。

■2.2 其他電路設(shè)計

就電路設(shè)計而言，續(xù)保保證電源模塊串口電路設(shè)計到位，同時優(yōu)化其它設(shè)計內(nèi)容，豐富設(shè)計模式。就串口通信方面建立良好的集中控制與上位機聯(lián)合發(fā)展機制，確保尚未通過設(shè)計與串口通信機制有效聯(lián)動，合理選擇芯片滿足上位機與電平轉(zhuǎn)化要求，建立上位機串口連接機制，分析指示燈變亮條件，確保指示燈處于熄滅狀態(tài)。如此一來串口通信電路就正式形成。

3 電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)的軟件設(shè)計

■3.1 控制流程總體規(guī)劃

在針對路燈系統(tǒng)進行電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)軟件設(shè)計過程中，需要參考單片機相關(guān)技術(shù)特征分析路燈操作過程，確保路燈通信與單片機設(shè)置串口優(yōu)化，確保通信載波傳輸?shù)轿?，形成兩大中斷入口。就控制流程總體規(guī)劃而言，需要保證單片機上電復(fù)位，結(jié)合系統(tǒng)針對串口優(yōu)化通信內(nèi)容，保證單片機始終處于良好貸記狀態(tài)，建立串口信息與載波信息建設(shè)機制，確保公終端入口與控制流程總體規(guī)劃均你能建設(shè)到位，形成路燈集中控制終端。比如說在CRC校驗子程序過程中藥保證校驗正確，利用功能碼判斷地址碼，判斷被控對象路段，確保集中控制終端作為子終端，參考Modbus命令發(fā)送子終端，調(diào)用路段控制命令全面處理子程序。

■3.2 子程序設(shè)計

在子程序設(shè)計過程中，需要對串口通信子程序進行設(shè)計，建立串口發(fā)送子程序終端，形成子終端有效控制。在這一過程中，希望在循環(huán)過程中建立字節(jié)發(fā)送機制，確保子字節(jié)發(fā)送完畢后直接跳出循環(huán)，然后完成子程序操作。在這一過程中，需要對串口接收中斷內(nèi)容進行分析，了解上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，確保串口接收字節(jié)數(shù)據(jù)能夠參考Modbus命令進行優(yōu)化，確保串口始終處于發(fā)送狀態(tài)中。在這一過程中必須清除相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容，如此能夠解決子程序設(shè)計中斷問題[4]。

4 電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)的載波通信電路實驗研究

■4.1 電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)的載波通信電路模擬實驗環(huán)境構(gòu)建

在保證電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)模擬系統(tǒng)建設(shè)過程中，必須結(jié)合上位機與兩大路燈終端建立有效管控系統(tǒng)，確保圍繞PLC系統(tǒng)控制模擬路段。其中上位機為PC機，它需要結(jié)合集中控制終端建立RS232串口與上位機通信機制，如此可實現(xiàn)對于路燈之間距離10m范圍內(nèi)工控制流程總體設(shè)計內(nèi)容的有效模擬，同時需要結(jié)合上位機PC機對集中控制終端模塊內(nèi)容進行有效模擬，保證RS232串口與上位機通信系統(tǒng)建立聯(lián)動機制。在有效模擬實際路燈之間距離過程中分析距離為10m左右，保證命令內(nèi)容處理到位，同時需要結(jié)合上位機與PLC進行相關(guān)技術(shù)模塊內(nèi)容的集中有效管控，面向上位機部分有效對接命令內(nèi)容，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)命令的快速轉(zhuǎn)化與處理。有效模擬實際路燈之間距離并控制在10m以內(nèi)。在結(jié)合控制流程總體設(shè)計方面，需要結(jié)合建立上位機串口控制機制，保證集中控制終端與串口接口相互連通，優(yōu)化電力線供應(yīng)子段接收機制內(nèi)容，確保對控制終端進行有效優(yōu)化控制，同時建立電力線供子終端接收機制，并對命令內(nèi)容進行有效處理，最后做到對控制終端向上位機返回應(yīng)答命令的有效對接，快速處理應(yīng)答命令，如圖2所示。

圖2 電子鎮(zhèn)流器的組網(wǎng)模擬實驗系統(tǒng)構(gòu)建示意圖

■4.2 電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)的載波通信電路中的載波通信電路測試

在針對上位機建立串口調(diào)試軟件過程中，需要結(jié)合全功率分析主終端與子終端聯(lián)合機制，確?；赑LC展開調(diào)制解調(diào)波形有效操作優(yōu)化，充分考慮在PLC內(nèi)部集成的擴頻單元內(nèi)容，如此對滿足信號調(diào)制解調(diào)過程幫助很大。在通信命令調(diào)制芯片分析過程中也要建立通信命令調(diào)制芯片引腳輸出機制，呈現(xiàn)引腳輸出內(nèi)容。主要是基于芯片層面輸出信號建立功率分析機制，確保配合三極管擴建電路信號，有效放大信號電力線手法過程滿足耦合線圈有效隔離，建立電力線傳輸擴頻載波信號分析機制，如此可有效放大波形形狀。在這一點上，子終端方面需要圍繞載波信號過程建立精確的應(yīng)答信號分析機制，主要對電力線與集中控制終端進行調(diào)整，有效測量載波發(fā)送信號內(nèi)容，對引腳載波內(nèi)容進行調(diào)整，確保載波發(fā)送信號有效接收和發(fā)送。在SIGIN引腳波形中，時刻做好信號發(fā)送準(zhǔn)備，建立信號發(fā)送機制，分析載波通信命令碼，集中控制終端的Modbus命令形成集中控制終端，再通過PLC串行通信口輸出，確保串口配合10位異步收發(fā)工作方式，形成多數(shù)據(jù)多停止位保證起始位電平低至0，高電平為1。如此可形成一套全功率控制的串口輸出波形，對上位機串口調(diào)試軟件發(fā)送至少75%以上的功率控制命令，對上位機發(fā)送75%功率控制命令，優(yōu)化調(diào)整串口輸出命令波形。當(dāng)波形放大以后，需要接收Modbus保證數(shù)據(jù)通信與集中控制到位，優(yōu)化終端電能發(fā)送機制，保證命令碼相同，結(jié)合集中控制終端分析端子終端正確應(yīng)答信息內(nèi)容，建立路燈終端載波通信機制并保證通信成功。

在分析串口接收相關(guān)數(shù)據(jù)過程中，必須結(jié)合路段控制命令建立串口調(diào)試機制，圍繞控制終端內(nèi)容分析應(yīng)答命令內(nèi)容，保證串口分析機制分析到位，全面優(yōu)化相關(guān)設(shè)計內(nèi)容，如此可確保上位機、集中控制終端與子終端形成多次連續(xù)的通信過程。

總體來講，要對路燈電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)的載波通信電路實施實驗研究，搭建模擬實驗環(huán)境，結(jié)合上位機與兩大路燈終端組成上位機發(fā)送路段相關(guān)控制內(nèi)容，保證建立通信命令碼載波分析機制，對上位機串口發(fā)送接收數(shù)據(jù)內(nèi)容進行全面分析與相關(guān)技術(shù)優(yōu)化，爭取建立輸出PWM展開測試分析過程中，分析了解相應(yīng)實驗結(jié)果。在城市智能路燈控制系統(tǒng)中，需要分析路燈電子鎮(zhèn)流器了解遠程數(shù)字化路燈機制，滿足路燈智能控制本質(zhì)，建立智能調(diào)光控制機制。

5 總結(jié)

綜上所述，為有效實現(xiàn)城市路燈照明用電節(jié)約與用電優(yōu)化，需要思考諸多內(nèi)綠色照明內(nèi)容，基于路燈智能化操控系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)技術(shù)體系，做好其中軟硬件以及結(jié)構(gòu)設(shè)計，基于智能控制本質(zhì)層面上實現(xiàn)對系統(tǒng)的智能調(diào)光有效控制。就整體而言，就需要采用Modbus通信協(xié)議分析路燈相關(guān)技術(shù)內(nèi)容，對其電子鎮(zhèn)流組網(wǎng)系統(tǒng)進行優(yōu)化調(diào)整，確保通信命令內(nèi)容全面優(yōu)化，建立不同的路燈調(diào)光控制方案策略機制，確保路燈電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)系統(tǒng)全面設(shè)計到位，過程中也保修優(yōu)化子程序設(shè)計，豐富系統(tǒng)設(shè)計方案內(nèi)容。