分布式智能城市路灯监控和控制系统的研究无线通信芯片nRF401

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1、中北大学信息商务学院2013届毕业设计说明书2009年网络安全，无线通信和可信计算国际会议分布式智能城市路灯监控和控制系统的研究无线通信芯片nRF401余晨，刘照宇郑州航空工业管理学院郑州，中国电子邮件：chenyu@zzia.edu.cn摘要：传统的路灯照明系统的控制风格有效率低，成本高，难以显示等缺点，因此，它已不能满足现代城市的要求。为了实现分布式长途城市路灯状态自动实时控制，我们引入了一种无线长途智能城市路灯监控系统。该系统基于单片机技术，电力控制系统，载波通信，无线通信技术等。系统由上位机，主控制器，和每个终端的控制器组成。上位机

2、控制SCMMSP430F19主控制器，并发送控制现场，控制器MSP430F149控制指令给相应的照明灯。开关的状态改变由无线收发器nRF401完成。上位机可以有效地完成对无线长距离照明设备实时控制。通过实验，传输距离最大可达千米。此外，我们设计照明监控设备，可以保证灯泡在通信网络故障时自动关闭。关键词：路灯监控和控制;MSP430F149;nRF401的无线通信;AT89C51;电力载波通信13第页，共13页中北大学信息商务学院2013届毕业设计说明书1引言路灯照明是城市基础设施的一部分，交通安全，社会安全起着重要的位置，人民生活，城市外观

3、风格和功能，以及一个城市的实力和成熟度。传统路灯灯控制采用时间控制或变压器（配电箱），以实现分散控制，其中有坏的集中管理的优缺点，高的故障率。由于没有长距离的数据收集和通讯功能，实时路灯管理时间还没有实现，所以，灯的工作，操作结果等不能进行集中监控，记录，静态，通常不能得到及时维修。本文介绍了一种路灯远程监控通过研究工作原理，控制系统实现，和性格等的基础上，无线单片机技术通信技术等进行分析后传统的监测和控制系统的缺点。该系统实现根据需要的照明，并监控报警，完整长途路灯的监测和控制，并具有较强的可行性[1]。13第页，共13页中北大学信息商务

4、学院2013届毕业设计说明书2系统组成及原理系统的每个单灯monitoringcontrol的组成路灯监控终端控制器设备，中心站和上位机，等每个路灯监控中央车站与工作中心站无线传输，和中央火车站与上PC通过RS232/485或USB接口线风格。根据不同的地理分布情况，每个工作中心站与一个或多个连接上班奴站通过无线通信链路。上PC获得照明设备的开关状态通信终端设备。中央和工作站可以与上位机通讯通过RS232/485或USB总线接口。上位机显示照明领域实时的设备状态。每个单灯监控控制终端控制器可以实现启动或关闭照明灯由上位PC机，因为城市灯管距

5、离较长，我们可以使路灯监测中心站数据采集设备通过电力载波线作为传输媒介。该是说，经过中央车站相连，然后连接通过上位机接口，可适合大规模领域城市和实现较长距离数据传输的需求。分布式网络结构原理如图1所示。图1。分布式灯监测和控制系统结构每个监控终端PC可以自行设置路灯工作信息或下载控制模式，通过上PC，如时钟日历，打开/关闭时间等上每盏路灯的工作状态监测中心站节点上位机可以发送指令，通过无线跳跃的每个节点之间的通信，每盏路灯节点控制其工作的信息，并实现故障通过电力载波线报警，如果某些灯节点故障，超出了这个节点和通信，以及作为反馈信息来控制中央

6、和上位机。MSP430F149单片机作为监控中心基站控制器;上位机连接，工作中心站，通过RS232/485或USB总线实现信息交换，这响应整个系统的监控和管理。监控中央基站控制器接收各种操作控制上位机的命令，设置参数，每个字段路灯控制器收13第页，共13页中北大学信息商务学院2013届毕业设计说明书集开关比喻实现远距离的照明灯控制控制模式。上位机连接工作中心站RS485或USB总线接口;获取和存储监控数据通过工作从站上传监测数据。以及下载控制机制，避免系统出控制的现象出现，因为网络故障。此外，每一个路灯控制器光强度检测模块的能力，可实现自动

7、关闭根据白天或黑夜。13第页，共13页中北大学信息商务学院2013届毕业设计说明书3.硬件电路设计路灯监控系统中心站控制器采用美国TI公司的MSP430F149单片机，它是一种低功耗的混合信号控制器，其中有16位RSIC结构的CPU，16位寄存器和常数发生器。上运行的CPU，如果出错，DCO会自动启动，并确保系统正常工作。如果程序出错，我们可以设置看门狗来解决它。和稍纵即逝程序，手表的狗会出现溢出的情况，看狗产生复位信号，使系统重新开始，这确保系统运行的稳定性。3.1.单灯监控设备单灯监控终端的主要功能是开关通断控制灯，收集工作灯实时信息和

8、通信监控中央基站控制器，其硬件模块框架图，如图2所示。图2单灯监控和控制系统构成ISL29000工作照明强度范围之间1LUX10000LUX，并且可以将它转移到货币;输出货币是成