牟云飛

（泰山科技學(xué)院，山東泰安，271000）

0 前言

在城市建設(shè)中，需要深入分析路燈照明系統(tǒng)所構(gòu)建的非工業(yè)用電發(fā)展機(jī)制，深入考量其機(jī)制耗電戶眾多，節(jié)能潛力表現(xiàn)突出等等問題，整體看來其能力表現(xiàn)上也相當(dāng)之強(qiáng)大，不過就整體調(diào)控而言依然還存在諸多難題亟待解決。采用電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)系統(tǒng)是能夠提高路燈智能控制性價(jià)比的，它在完成對(duì)路燈電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)系統(tǒng)的載波通信實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，也采用了多級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，結(jié)合電力線載波通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈照明系統(tǒng)終端的通信過程。而在系統(tǒng)中，軟硬件設(shè)計(jì)同等重要，需要加以深度分析。

1 電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

■1.1 通信方式的分析與選擇

為實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有效設(shè)計(jì)與節(jié)能控制，建立遠(yuǎn)程智能化調(diào)光控制，利用電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)體現(xiàn)遠(yuǎn)程通信功能是有必要的。因此要首先分析并選擇電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)系統(tǒng)的通信方式，如此對(duì)實(shí)現(xiàn)控制中心圍繞某一盞路燈或某一路段路燈的遠(yuǎn)程智能化控制是很有幫助的。為此，要建立路燈與控制中心之間的信息傳遞技術(shù)體系，結(jié)合合理通信方式對(duì)路燈進(jìn)行組網(wǎng)操作，正確選擇電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)方式，這是路燈組網(wǎng)通信方式建立的關(guān)鍵所在。不過，在城市中也要充分考慮到路燈分布廣泛、分散、數(shù)量相對(duì)較多的基本特征，結(jié)合通信方式正確選擇確保系統(tǒng)控制命令穩(wěn)定傳輸，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本。通常情況下，在電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)系統(tǒng)中所包含的通信技術(shù)內(nèi)容相當(dāng)豐富，主要就包括了電力線載波通信、GPRS無線技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、現(xiàn)場縱向以及RS-485總線技術(shù)。就以藍(lán)牙技術(shù)為例，在電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)過程中應(yīng)該選擇藍(lán)牙通信技術(shù)，它靈活、快捷、低成本、低功耗，藍(lán)牙所提供的流量達(dá)到1Mbit/s，其在額外接入功率放大器以后，通信距離將會(huì)從原來的10m直接增加到100m。另外還有Zigbee技術(shù)，Zigbee整體看來其通信傳輸距離是非常之短的，所以必須結(jié)合相關(guān)限制內(nèi)容分析監(jiān)控中心路燈系統(tǒng)中的系統(tǒng)之間的信號(hào)傳輸距離。而在Zigbee無線通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上，需要采用電力線載波通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離信息傳輸，代替原有Zigbee技術(shù)，凸顯電力線載波通信應(yīng)用便捷性。如果從經(jīng)濟(jì)性角度展開分析，其中城市中大量低壓電力線路在載波通信技術(shù)應(yīng)用過程中要配合GPRS無線通信技術(shù)方式，要結(jié)合控制中所建立的路段內(nèi)路燈遠(yuǎn)程智能控制機(jī)制分析相關(guān)技術(shù)內(nèi)容。

■1.2 基于PLC的段式總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

要基于PLC的段式總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來優(yōu)化路燈終端控制器，確?？刂菩酒c低壓電力載波通信芯片建立相互關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制中心中任意路燈終端的有效通信與調(diào)光操作。簡言之，要利用PLC段式總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來建立路燈子終端，如圖1[1]所示。

圖1 基于PLC段式總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的路燈終端功能設(shè)計(jì)圖

需要建立PLC路燈控制系統(tǒng)機(jī)制，保證路燈控制終端兩側(cè)合理采用雙層設(shè)計(jì)技術(shù)內(nèi)容。例如一層可以考慮采用控制器配合單路燈控制設(shè)備，形成單回路控制機(jī)制，確保路燈調(diào)光功能表現(xiàn)突出。就功能設(shè)計(jì)而言，需要結(jié)合集中控制器采用ARM微處理器或單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制功能，形成載波通信機(jī)制。整體來講需要利用PLC模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行針對(duì)性處理。整體來講，要確保電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有效優(yōu)化，確保降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度，如此對(duì)優(yōu)化系統(tǒng)可維護(hù)性，成功節(jié)約組網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)成本都有一定幫助。

■1.3 低壓電力載波通信機(jī)制

在構(gòu)建低壓電力載波通信機(jī)制過程中，體現(xiàn)其通信高效率便捷性，同時(shí)節(jié)約成本。不過考慮到低壓電力載波通信機(jī)制具有信道特性機(jī)制，結(jié)合抗干擾能力偏差問題分析電力載波弱穩(wěn)定性，結(jié)合諸多缺陷問題展開分析，保證調(diào)制解調(diào)技術(shù)電力載波特性有效優(yōu)化。在這一過程中也要分析傳輸信息可靠性有效提升方法，確保電力載波通信信道在建設(shè)過程中充分結(jié)合調(diào)制解調(diào)技術(shù)展開相應(yīng)研究，保證建設(shè)相對(duì)完善的電子鎮(zhèn)流器載波通信軟硬件技術(shù)機(jī)制，確保設(shè)計(jì)過程有效優(yōu)化[2]。

2 電子鎮(zhèn)流器的組網(wǎng)硬件設(shè)計(jì)

必須圍繞電子鎮(zhèn)流器具體組網(wǎng)過程分析載波通信內(nèi)容，確保載波通信電路設(shè)計(jì)有效到位。與此同時(shí)，也必須做好其他電路設(shè)計(jì)工作。

■2.1 載波通信電路設(shè)計(jì)

載波通信電路在設(shè)計(jì)過程中需要注重其調(diào)制解調(diào)功能內(nèi)部集成優(yōu)化，建立載波發(fā)射中心，確保中心頻率在120K以上，且要對(duì)芯片內(nèi)部的擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行有效解擴(kuò)，如此有利于恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。在建立載波通信電路過程中，則需要對(duì)電力線路上信號(hào)進(jìn)行有效接收，確保引腳輸出信號(hào)與載波發(fā)送電路相互關(guān)聯(lián)，如此可形成全新耦合電路以及載波接收電路，并將信號(hào)直接引腳到芯片上。

就以載波接收電路為例，必須在載波接收電路信號(hào)接收方面建立良好的信號(hào)傳輸分析機(jī)制，保證有效規(guī)避25V以上的直流信號(hào)接收電路機(jī)制，保證實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的有效保護(hù)。大體來講，就是要結(jié)合聯(lián)合電路優(yōu)化信號(hào)具體選頻操作過程，做到對(duì)電路優(yōu)化信號(hào)的有效更改，最終將信號(hào)內(nèi)部上拉到2.5V位置[3]。

■2.2 其他電路設(shè)計(jì)

就電路設(shè)計(jì)而言，續(xù)保保證電源模塊串口電路設(shè)計(jì)到位，同時(shí)優(yōu)化其它設(shè)計(jì)內(nèi)容，豐富設(shè)計(jì)模式。就串口通信方面建立良好的集中控制與上位機(jī)聯(lián)合發(fā)展機(jī)制，確保尚未通過設(shè)計(jì)與串口通信機(jī)制有效聯(lián)動(dòng)，合理選擇芯片滿足上位機(jī)與電平轉(zhuǎn)化要求，建立上位機(jī)串口連接機(jī)制，分析指示燈變亮條件，確保指示燈處于熄滅狀態(tài)。如此一來串口通信電路就正式形成。

3 電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)的軟件設(shè)計(jì)

■3.1 控制流程總體規(guī)劃

在針對(duì)路燈系統(tǒng)進(jìn)行電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)軟件設(shè)計(jì)過程中，需要參考單片機(jī)相關(guān)技術(shù)特征分析路燈操作過程，確保路燈通信與單片機(jī)設(shè)置串口優(yōu)化，確保通信載波傳輸?shù)轿唬纬蓛纱笾袛嗳肟?。就控制流程總體規(guī)劃而言，需要保證單片機(jī)上電復(fù)位，結(jié)合系統(tǒng)針對(duì)串口優(yōu)化通信內(nèi)容，保證單片機(jī)始終處于良好貸記狀態(tài)，建立串口信息與載波信息建設(shè)機(jī)制，確保公終端入口與控制流程總體規(guī)劃均你能建設(shè)到位，形成路燈集中控制終端。比如說在CRC校驗(yàn)子程序過程中藥保證校驗(yàn)正確，利用功能碼判斷地址碼，判斷被控對(duì)象路段，確保集中控制終端作為子終端，參考Modbus命令發(fā)送子終端，調(diào)用路段控制命令全面處理子程序。

■3.2 子程序設(shè)計(jì)

在子程序設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)串口通信子程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，建立串口發(fā)送子程序終端，形成子終端有效控制。在這一過程中，希望在循環(huán)過程中建立字節(jié)發(fā)送機(jī)制，確保子字節(jié)發(fā)送完畢后直接跳出循環(huán)，然后完成子程序操作。在這一過程中，需要對(duì)串口接收中斷內(nèi)容進(jìn)行分析，了解上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，確保串口接收字節(jié)數(shù)據(jù)能夠參考Modbus命令進(jìn)行優(yōu)化，確保串口始終處于發(fā)送狀態(tài)中。在這一過程中必須清除相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容，如此能夠解決子程序設(shè)計(jì)中斷問題[4]。

4 電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)的載波通信電路實(shí)驗(yàn)研究

■4.1 電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)的載波通信電路模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境構(gòu)建

在保證電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)模擬系統(tǒng)建設(shè)過程中，必須結(jié)合上位機(jī)與兩大路燈終端建立有效管控系統(tǒng)，確保圍繞PLC系統(tǒng)控制模擬路段。其中上位機(jī)為PC機(jī)，它需要結(jié)合集中控制終端建立RS232串口與上位機(jī)通信機(jī)制，如此可實(shí)現(xiàn)對(duì)于路燈之間距離10m范圍內(nèi)工控制流程總體設(shè)計(jì)內(nèi)容的有效模擬，同時(shí)需要結(jié)合上位機(jī)PC機(jī)對(duì)集中控制終端模塊內(nèi)容進(jìn)行有效模擬，保證RS232串口與上位機(jī)通信系統(tǒng)建立聯(lián)動(dòng)機(jī)制。在有效模擬實(shí)際路燈之間距離過程中分析距離為10m左右，保證命令內(nèi)容處理到位，同時(shí)需要結(jié)合上位機(jī)與PLC進(jìn)行相關(guān)技術(shù)模塊內(nèi)容的集中有效管控，面向上位機(jī)部分有效對(duì)接命令內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)命令的快速轉(zhuǎn)化與處理。有效模擬實(shí)際路燈之間距離并控制在10m以內(nèi)。在結(jié)合控制流程總體設(shè)計(jì)方面，需要結(jié)合建立上位機(jī)串口控制機(jī)制，保證集中控制終端與串口接口相互連通，優(yōu)化電力線供應(yīng)子段接收機(jī)制內(nèi)容，確保對(duì)控制終端進(jìn)行有效優(yōu)化控制，同時(shí)建立電力線供子終端接收機(jī)制，并對(duì)命令內(nèi)容進(jìn)行有效處理，最后做到對(duì)控制終端向上位機(jī)返回應(yīng)答命令的有效對(duì)接，快速處理應(yīng)答命令，如圖2所示。

圖2 電子鎮(zhèn)流器的組網(wǎng)模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建示意圖

■4.2 電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)的載波通信電路中的載波通信電路測試

在針對(duì)上位機(jī)建立串口調(diào)試軟件過程中，需要結(jié)合全功率分析主終端與子終端聯(lián)合機(jī)制，確?；赑LC展開調(diào)制解調(diào)波形有效操作優(yōu)化，充分考慮在PLC內(nèi)部集成的擴(kuò)頻單元內(nèi)容，如此對(duì)滿足信號(hào)調(diào)制解調(diào)過程幫助很大。在通信命令調(diào)制芯片分析過程中也要建立通信命令調(diào)制芯片引腳輸出機(jī)制，呈現(xiàn)引腳輸出內(nèi)容。主要是基于芯片層面輸出信號(hào)建立功率分析機(jī)制，確保配合三極管擴(kuò)建電路信號(hào)，有效放大信號(hào)電力線手法過程滿足耦合線圈有效隔離，建立電力線傳輸擴(kuò)頻載波信號(hào)分析機(jī)制，如此可有效放大波形形狀。在這一點(diǎn)上，子終端方面需要圍繞載波信號(hào)過程建立精確的應(yīng)答信號(hào)分析機(jī)制，主要對(duì)電力線與集中控制終端進(jìn)行調(diào)整，有效測量載波發(fā)送信號(hào)內(nèi)容，對(duì)引腳載波內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，確保載波發(fā)送信號(hào)有效接收和發(fā)送。在SIGIN引腳波形中，時(shí)刻做好信號(hào)發(fā)送準(zhǔn)備，建立信號(hào)發(fā)送機(jī)制，分析載波通信命令碼，集中控制終端的Modbus命令形成集中控制終端，再通過PLC串行通信口輸出，確保串口配合10位異步收發(fā)工作方式，形成多數(shù)據(jù)多停止位保證起始位電平低至0，高電平為1。如此可形成一套全功率控制的串口輸出波形，對(duì)上位機(jī)串口調(diào)試軟件發(fā)送至少75%以上的功率控制命令，對(duì)上位機(jī)發(fā)送75%功率控制命令，優(yōu)化調(diào)整串口輸出命令波形。當(dāng)波形放大以后，需要接收Modbus保證數(shù)據(jù)通信與集中控制到位，優(yōu)化終端電能發(fā)送機(jī)制，保證命令碼相同，結(jié)合集中控制終端分析端子終端正確應(yīng)答信息內(nèi)容，建立路燈終端載波通信機(jī)制并保證通信成功。

在分析串口接收相關(guān)數(shù)據(jù)過程中，必須結(jié)合路段控制命令建立串口調(diào)試機(jī)制，圍繞控制終端內(nèi)容分析應(yīng)答命令內(nèi)容，保證串口分析機(jī)制分析到位，全面優(yōu)化相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容，如此可確保上位機(jī)、集中控制終端與子終端形成多次連續(xù)的通信過程。

總體來講，要對(duì)路燈電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)的載波通信電路實(shí)施實(shí)驗(yàn)研究，搭建模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，結(jié)合上位機(jī)與兩大路燈終端組成上位機(jī)發(fā)送路段相關(guān)控制內(nèi)容，保證建立通信命令碼載波分析機(jī)制，對(duì)上位機(jī)串口發(fā)送接收數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行全面分析與相關(guān)技術(shù)優(yōu)化，爭取建立輸出PWM展開測試分析過程中，分析了解相應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在城市智能路燈控制系統(tǒng)中，需要分析路燈電子鎮(zhèn)流器了解遠(yuǎn)程數(shù)字化路燈機(jī)制，滿足路燈智能控制本質(zhì)，建立智能調(diào)光控制機(jī)制。

5 總結(jié)

綜上所述，為有效實(shí)現(xiàn)城市路燈照明用電節(jié)約與用電優(yōu)化，需要思考諸多內(nèi)綠色照明內(nèi)容，基于路燈智能化操控系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)技術(shù)體系，做好其中軟硬件以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，基于智能控制本質(zhì)層面上實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的智能調(diào)光有效控制。就整體而言，就需要采用Modbus通信協(xié)議分析路燈相關(guān)技術(shù)內(nèi)容，對(duì)其電子鎮(zhèn)流組網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，確保通信命令內(nèi)容全面優(yōu)化，建立不同的路燈調(diào)光控制方案策略機(jī)制，確保路燈電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)系統(tǒng)全面設(shè)計(jì)到位，過程中也保修優(yōu)化子程序設(shè)計(jì)，豐富系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案內(nèi)容。