无线路灯监控终端的设计及实现

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1、硕士学位论文题目：无线路灯监控终端的设计与实现研究生温兆奇专业微电子学与固体电子学指导教师徐军明副教授完成日期2012年12月杭州电子科技大学硕士学位论文无线路灯监控终端的设计与实现研究生：温兆奇指导教师：徐军明副教授2012年12月ThesisSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterTheDesignandImplementationofWirelessStreetlightMonitoringTerminalCandidate:Wenz

2、haoqiSupervisor:XujunmingAssociateProfessorDecember，2012杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了

3、解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日杭州电子科技大学硕士学位论文摘要路灯是城市照明的一项非常基础的设施，它是街道的饰品、都市的眼睛、夜里的导航

4、，它对城市生活有着重大和深远的影响。“十二五规划”中提出的加快产业转型和推动绿色节能产业发展政策，使得城市照明得到如日中天的发展，与此同时也要求城市道路照明要有更加高效的管理方法，以达到更好的“节能减排”效果。通过对路灯监控系统的发展状况和城市照明的现状调查发现，传统的路灯控制系统操控方法简单，维护工作量大，需要耗费大量的人力物力。基于实际的具体需求分析，设计出一种无线的远程路灯监控系统。本次系统设计架构由四部分组成：系统客户端、系统服务器、监控终端和单灯控制器。系统的客户端和服务器构成C/S架构，它们是上位

5、机软件部分。监控终端是集中控制现场，它与上位机软件之间进行GPRS通信。监控终端具有级联功能，一个监控主终端控制另外三个子终端的GPRS通信，主终端与子终端之间是ZIGBEE协调器和ZIGBEE路由器的关系。系统的单灯控制器是单灯控制单元，与监控终端的ZIGBEE模块组成ZIGBEE网络。利用ZIGBEE近距离无线通信技术和GPRS远距离无线通信技术，搭建起路灯监控网络。系统所使用的传输媒介，集成了计算机技术和无线网络技术，充分利用当前的资源，节约成本，利用移动网络和路由思想保证了传输的可行性和优越性。无线路

6、灯监控系统是典型的SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition，监控与数据采集）应用系统，其中的路灯监控终端是SCADA的实现基础，也是一个完整的嵌入式应用系统。当监控主终端通过GPRS连接至系统上位机时可以实现路灯的远程监控；当监控主终端与上位机断开GPRS通信时，监控终端能够根据自身的初始配置信息与单灯控制器构成一个控制系统，实现路灯的自动控制。监控终端除了无线通信和路灯控制功能之外，还具有数据采集功能。监控终端结合传感器技术实现对路灯供电的线电流和三相电压采集，掌

7、握路灯的实时供电信息。监控终端采用多控制芯片分模块设计思想，将监控终端分为电源模块，主控制模块，模拟量采集模块，通信模块和人机交互模块。其中的主控制模块采用ARM处理器STM32F103ZE作为主CPU，保证无线通信的稳定性和路灯监控的实时性。电源模块负责监控终端的电源管理，它是个带有UPS和数据采集的多功能电源模块。市电部分是由三相四线输入的开关电源组成，只要三相电任意一相有电开关电源就能正常工作，备用电源采用阀控密封铅蓄电池供电。电源模块采用Microchip的PIC16F886作为控制芯片，用于管理UP

8、S功能和市电电压的采集。模拟量采集模块可以采集路灯回路的线电流，掌握路灯回路的负载情况，它的控制芯片也是PIC16F886。主控制模块与模拟量采集模块、电源模块构成主从模块关系，它们之间采用SPI主从通信方式交互信息。该系统实现对路灯的“遥控、遥测、遥信、遥调”功能，能够实现城市路灯监控一体化，I杭州电子科技大学硕士学位论文维护管理自动化，解决传统城市路灯监控工作量大、成本高等缺点，能够很好迎合现今