基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计

毕业论文基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计姓名学院电气工程与自动化学院专业自动化指导教师职称教授2013年5月1日天津工业大学毕业论文任务书题目基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计学生姓名额外特温特学院名称电气工程与自动化学院专业班级过多个地方课题类型实际课题课题意义基于电力载波技术的智能化路灯控制系统能够弥补当前路灯控制器的不足，将电力载波技术应用于路灯控制过程中，实现主控站和从控制站之间的信息交换，从而实现路灯的智能化，并且成本低，易于推广应用。它能够实现远程控制，并和现有的电力线兼容，检修方便，可以提高城市路灯的利用率，节能。任务与进度要求3．12-3.30：对此设计进行初步的了解和资料查询，对本设计方案具有初步的轮廓4.2-4.30：完成控制设计，及硬件电路设计，5.4-5.30：完成毕业论文任务书初稿，并对设计的硬件进行调试；5.31-6.7：完善任务书，准备毕业答辩，按时完成主要参考文献[1]M.-H.Shwehdi,“APowerLineDataCommunicationInterfaceusingSpreadSpectrumEchnologyinHomeAutomation[J],”IEEETrans.PowerDelivery,vol.11,no.3,July1996,pp.1232-1237.[2]张辉.现代通信原理与技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2002.[3]齐国清.信号检测与估计[M].北京：电子工业出版社，2010.[4]朱小龙.数字通信技术[M].北京：化学工业出版社，2004.起止日期2013年3月12日—2013年6月7日备注院长教研室主任指导教师毕业论文开题报告表2013年3月10日姓名发给学院电气工程与自动化专业自动化班级梵蒂冈题目基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计指导教师东方省一、与本课题有关的国内外研究情况、课题研究的主要内容、目的和意义：国外研究情况：国外很多国家已经将此技术应用于智能化大厦三A系统之中，而我国起步晚，虽然取得很大发展但是PLC技术的标准并不完善，符合新标准的器件还不很成熟。课题研究的主要内容：主单片机和从单片机之间通过电力载波技术来进行通信。主单片机用来实现对从单片机的控制，从单片机完成对路灯的控制，并对此灯的状况进行自检（检测此灯的电流），将路灯的工作状况通过电力载波技术传送到主控机上，并显示出来。课题研究的目的：传统的路灯控制采用开关控制，能源浪费严重、管理手段单一、信息化水平低下、缺乏故障主动报警机制、故障灯难以发现等一系列问题。改变传统的控制方式，实现了城市路灯的远程集中管理。课题研究的意义：智能化路灯控制系统能够弥补当前路灯控制器的不足。它能够实现远程控制，并和现有的电力线兼容，检修方便，可以提高城市路灯的利用率，节能。二、进度及预期结果：起止日期主要内容预期结果3.2-3.304.2-4.305.4-5.305.31-6.7对此设计进行初步的了解和资料查询；完成控制设计，及硬件电路设计；完成毕业论文任务书初稿，并对设计的硬件进行调试；完善任务书，准备毕业答辩，按时完成本论文设计出总体的框架图，查相关资料；利用eagle和Protel99SE绘图工具完成一些电路图绘制，利用Multisim仿真软件一些电路仿真；用keil编写程序；最后调试。完成课题的现有条件AT89S52单片机开发板，电脑，各种参考书籍审查意见指导教师：年月日学院意见主管领导：年月日天津工业大学本科毕业论文评阅表（论文类）题目基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计学生姓名电话费学生班级自动化094班指导教师姓名股份规范性评审项目指标满分评分选题能体现本专业培养目标，使学生得到较全面训练。题目大小、难度适中，学生工作量饱满，经努力能完成。10题目与生产、科研等实际问题结合紧密。10课题调研、文献检索能独立查阅文献以及从事其他形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案；有分析整理各类信息，从中获取新知识的能力。15论文撰写结构严谨，理论、观点、概念表达准确、清晰。10文字通顺，用语正确，基本无错别字和病句，图表清楚，书写格式符合规范。10外文应用能正确引用外文文献，翻译准确，文字流畅。5论文水平论文论点正确，论点与论据协调一致，论据充分支持论点，论证过程有说服力。15有必要的数据、资料支持，数据、资料翔实可靠，得出的结论有可验性。15论文有独到见解或有一定实用价值。10合计100意见及建议：评阅人签名：年月日天津工业大学毕业论文成绩考核表学生姓名啊学院名称电气工程与自动化学院专业班级为题目基于电力载波技术的智能化路灯控制系统设计1．毕业设计（论文）指导教师评语及成绩：指导教师签字：年月日2．毕业设计（论文）答辩委员会评语及成绩：答辩主席（或组长）签字：年月日3．毕业设计（论文）总成绩：a.指导教师给定成绩b.评阅教师给定成绩c.毕业答辩成绩总成绩(a×0.5+b×0.2+c×0.3)成绩：成绩：摘要本论文首先对通讯系统基础知识、电力载波技术基础知识做了一个详细的介绍，然后对电力载波通讯过程中的信道特性以及干扰噪声进行分析，并利用自控原理知识建立相应的信道传输模型。接着建立了论文任务要求的总体框架图，对此设计中的电力载波通讯的可行性和优越性进行了详细分析论证。通过对单灯的电力载波收发模块的实现、单片机控制单灯的实现、单灯的电流检测实现、单灯的调压实现、节能分析等做了详细的阐述，论证和仿真。利用eagle和Protel99SE绘图工具完成一些电路图绘制和PCB板印制等，利用Multisim仿真工具完成一些电路仿真、性能和节能分析等。软件开发利用keil编写，并对主机，从机之间的通讯程序流程图进行编写。然后，将在硬件调试和软件调试过程中暴露出来的问题进行分析和解决。最后在两块单片机板上显示上述任务要求。关键词：电力载波技；FSK调制技术；单片机通信；单片机；ABSTRACTThispaperfirstanalyzethelow-voltagepowerlinechannelcharacteristics,andestablishthecorrespondingchannelmodel;thenbasedonitsoverallstructureandthedesignoftheframework,theimplementationofsingle-chipmicrocomputercontrolsinglelamp,singlelampcurrentdetection,singlelampvoltageregulationimplementation,aswellasdetailedontheelaboration,demonstrationandsimulation.UsetheeagleandProtel99SEdrawingtooltocompletesomecircuitdiagramdrawingandPCBprinting,etc.,usingtheMultisimsimulationtoolstocompletesomecircuitsimulation,performance,energysavingexperiment,etc.UseKeilcompilesoftwaredevelopment,writethehost,andsubordinatemachinethecommunicationprogramflowthechart.Then,inthehardwaredebuggingandsoftwaredebuggingprocesstoanalyzeandsolveproblems.Finallyonthetwopiecesofsinglechipmicrocomputerboardtocompletetheabovetaskrequirements.Keywords:Electricpowercarriertechnology；FSKmodulationtechnology,；Singlechipmicrocomputercommunication；Singlechipmicrocomputer；目录前言................................................1第一章电力载波技术绍....................................21.1通信系统基础................................................21.1.1通信系统分类............................................21.1.2通信方式................................................21.1.3通信系统性能指标........................................21.2电力载波技术................................................21.3电力载波技术的简单应用......................................3第二章FSK调制技术.......................................52.1电力载波技术的发展状况......................................52.2FSK调制技术................................................62.2.1FSK调制基础............................................62.2.2FSK调制方式............................................62.2.3FSK调制应用模型........................................7第三章电力线通信信道分析................................93.1电力线传输信道特性..........................................93.1.1时变性.................................................103.1.2衰减特性...............................................103.1.3电力线干扰.............................................103.1.4多径干扰...............................................103.2电力线通信信道模型.........................................113.2.1低压电力线信道近似模型.................................11第四章照明控制系统设计.................................124.1照明控制系统方案设计.......................................124.2载波通信模块设计...........................................144.2.1电力线载波通信芯片的选择...............................144.2.2KQ-130F电力载波数据收发模块介绍.......................154.3路灯的智能化实现...........................................194.3.1节电效能分析...........................................204.4基于电力载波技术的智能化路灯控制系统