基于gsm的太阳能路灯联网监控

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1、针对太阳能路灯的特点，介绍了一种太阳能路灯联网监控系统，即，从机和主机之间通过RS485接口进行连接，主机对各个从机的太阳能板、蓄电池和LED灯头的工作状况和各种运行参数进行监控，然后，主机通过MC39i模块针对太阳能路灯的特点，介绍了一种太阳能路灯联网监控系统，即，从机和主机之间通过RS485接口进行连接，主机对各个从机的太阳能板、蓄电池和LED灯头的工作状况和各种运行参数进行监控，然后，主机通过MC39i模块将检测结果以短信或语音的形式传送给监控中心或相关技术工作人员，实现对太阳能路灯的联网监控。　　1系统硬件设计　　目前的太阳能路

2、灯控制系统都是独立光伏控制系统，主要由六个部分组成：太阳能电池、蓄电池、LED路灯、控制器、充电电路、放电/负载驱动电路[1]。主机的系统结构图如图1所示。太阳能电池板输出经CUK电路调节后直接与蓄电池连接，系统主控芯片采用DSPIC30F3011单片机，实现太阳能板电压采集、蓄电池电压采集、控制CUK电路、控制LED灯头、主从机间485通信、主机与监控中心或工作人员间的连接等功能。　　图1主机的系统结构　　1.1光伏电源最大功率点设置　　光伏电源系统由于受日照强度及环境温度变化的影响，其电压(电流)变化很大。为了在负载电阻变化较大时系

3、统有较大的灵活性和较高的转换效率，该系统的主电路选用CUK电路，原理为Boost-Buck电路，一级电路实现两级调压。　　该系统采用CCM工作模式，该工作模式的特性非常接近于一个匝数比可调的DC-DC变压器。能量的储存和传递同时在两次开关动作期间和两个回路中进行，变换器效率很高。CUK电路中开关管导通的占空比的改变，对光伏阵列而言表现为其输出阻抗发生了变化，输出阻抗的变化将影响光伏阵列的输出特性。从而一定的输出阻抗对应一个输出电压值和输出电流值。而MPPT技术即是通过调节CUK电路的占空比而改变光伏阵列的输出阻抗，从而寻求输出电流与输出

4、电压的乘积即输出功率的最大值。　　1.2控制电路硬件设计　　控制电路的主控芯片采用DSPIC30F3011单片机，主要控制功能包括：太阳能板电压采集;CUK电路选通控制;蓄电池电压采集;卸荷电路控制;LED灯头控制;RS485通信;GSM模块发送短信控制;路灯开关控制;工作模式控制等。主机原理图如图2、图3和图4所示，其中图2为主控芯片DSPIC30F3011的原理图。图3所示为电压采样电路和CUK电路，由于太阳能板电压和电池电压都在0～35V变化，而单片机的A/D输入电压范围为0～5V，所以对采样电压进行分压处理后传送给单片机的A/D

5、转换通道，CUK电路用于调节太阳能板的最大输出功率点，其选通开关通过单片机PWM3输出控制。　　　　图2DSPIC30F3011原理　　　　图3电压采样电路和CUK电路　　图4为LED灯头控制电路和卸荷电路，单片机通过对太阳能板和蓄电池电压监测来控制LED灯头，通过PWM0和PWM1分别来调节LED灯的开关及亮度。当蓄电池电压高压30V时，单片机通过对PWM2脚的控制启动卸荷，实现对蓄电池的放电。　　　　图4LED灯头控制电路和卸荷电路2通信系统设计　　太阳能路灯联网监控系统的总体通信连接图如图5所示，DSPIC30F3011单片机具有

6、双串口，主机中的一路串口与从机进行RS-485通信，另一路串口用于控制GSM模块，即与MC39i模块进行通信连接，控制MC39i发送短信给监控中心。　　　　图5总体通信连接　　2.1主从机间通信设计　　由于太阳能路灯间距为几十米，所以该系统中主从机间通过RS-485通信连接，RS-485的通信距离可以达到几百米甚至上千米，最大传输速率为10Mb/s，而且还可以实现多点通信方式，从而可以建立起一个小范围内的局域网[3]。图6为DSPIC30F3011单片机与MAX485连接的硬件连接图，DSPIC30F3011与MAX485之间通过6N1

7、36进行隔离，以确保数据传输的准确性。主、从机均留出串口与MAX485连接，各个MAX485芯片的A、B和GND管脚相互连接。主、从机不断地对太阳能板电压和蓄电池电压进行检测，发生低电时从机将及时向主机传送信息。　　2.2主机与监控中心通信设计　　基于GSM通信技术的无线测控系统具有通用性好、地理覆盖面广、免调试维护、运营费用低和控制方式灵活等特点，因此主机和监控中心间采用GSM通信模块进行信息传输。　　DSPIC30F3011单片机对太阳能板电压和蓄电池电压进行采样比较，当采样值低于设定值时发送短信“太阳能板电压不足”或“蓄电池电压不

8、足”给监控中心，单片机还可以对路灯工作状态进行监控，出现异常时，以短信形式传送给监控中心。　　　　图6DSPIC30F3011与MAX485接线　　GSM模块采用MC39i，MC39i是一个支持中文短信息的