基于电力载波通信的路灯监控系统设计

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1、本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或

2、扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要随着城镇化的推进，路灯在人们生活中的作用越来越突出，也体现了一个城市的发展水平。一个城市的路灯系统耗电量是相当巨大的，在节能环保成为时代主题的今天，提高路灯系统的能量利用率是迫切需要的。当前我国大部分的路灯控制系统还是采用人工手动的方式，都存在管理困难、维护工作量大和运行可靠性差等缺点。基于此，本文设计了一种基于电力载波通信的路灯监控系统，该系统实现了对路灯的远程智能监控，具有成本低、节约能量、易于管理和维护等特点。本文通过对系统功能需求的分析和现有通

3、信技术的比较，提出了路灯监控系统的整体架构方案，该系统采用三层结构，包括市政路灯监控中心、路灯集中器和路灯控制终端。市政路灯监控中心与路灯集中器通过以太网进行数据的远程传输，路灯集中器通过电力载波通信技术实现对区域中路灯控制终端的管理。路灯集中器的硬件设计主要包括载波通信单元、以太网接口单元和调制解调控制单元的设计。路灯控制终端的硬件设计主要包括载波通信单元、多种传感器单元、驱动单元和故障检测单元的设计。系统软件采用模块化程序设计的思想，设计了载波通信模块、Modbus协议模块、串口数据处理模块、ADC采样模块和中断处理模块等。本系统实现了路灯集中器对路灯控制终

4、端的主从式监控。为了适用于大规模节点的应用场景，本文对电力载波通信路由算法进行了研究。最后本文对电力载波通信的可靠性进行了测试，并且分别在手动和自动工作模式下，对路灯监控系统进行了实验。实验结果表明，在自动模式下，该系统能够根据传感器采集的数据结合时钟芯片准确的控制路灯的开启和关闭；在手动模式下，路灯控制终端能够根据上位机发来的命令执行对应的操作，进而控制路灯的状态。本文还进行了蚁群算法的动态路由仿真实验，仿真结果表明：该算法能够找到从源节点到目的节点的最优路径，可以应用于电力载波路由组网。综上所述，本文设计的基于电力载波通信的路灯监控系统能够很好地实现路灯的管

5、控，达到了设计的目标。关键词：电力载波通信，路灯监控系统，智能，Modbus协议IABSTRACTABSTRACTWiththeheadofurbanization,thestreetlightsystemplaysanincreasinglyimportantroleinpeople’slifeandalsoreflectsthedevelopmentlevelofacity.Thepowerconsumptionofacity’sstreetlightingsystemisquitelarge.Intodayenergy-savingandenvironme

6、ntalprotectionhavingbecomethethemeofthetimes,itisveryurgenttopromotetheenergyutilizationefficiencyofthestreetlightsystem.Currently,mostofthestreetlightsystemsinourcountryareinmanualcontrol,andhaveshortcomingssuchasdifficultmanagement,maintenanceworkloadandpooroperationalreliability.S

7、owedesignastreetlightmonitoringsystembasedonpowerlinecarriercommunication,whichrealizesremoteintelligentmonitoringthelightsandhaslowcost,energy-saving,easymanagementandmaintenancefeatures.Byanalysingfunctionalrequirementsandcomparingexistingcommunicationtechnologies,thepaperproposest

8、heoverallarc