LED路灯SCADA系统的研究与实现

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LED应用已进入成本驱动型发展阶段,在通用照明领域的应用将迎来黄金发展期,LED产品能够在很大程度上降低能源消耗,非常符合现阶段国家节能减排的发展方向,而在成本优势尚未完全体现出的现阶段,户外照明则是LED进入通用照明领域的最佳切入点之一,路灯作为户外照明的主体存量巨大,对LED的推广具有很好的示范效应,在国家相关政策的支持下大功率LED路灯已成为各地政府基础建设投资中的重点。针对LED所具有的节能和易于控制两大显著特点,有必要设计一套能充分体现其优越性的智能路灯监控系统。本文结合电力线载波通信技术与GPRS通信技术,搭建了道路照明SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统。系统基于GPRS技术实现中央控制室与路灯区域的通讯,通过电力线载波技术实现对单灯的细化监控,最终结合可调光的LED路灯驱动,实现了对路灯的遥控,遥信,遥测,遥调。首先,LED的特性决定了其需要使用恒流电路来驱动。本文详细比较、分析了各种电流控制的工作原理和其所具有的优缺点。结合设计需求,本文确定使用迟滞控制方式并选定相对应的芯片ZXLD1356,并详细介绍了基于ZXLD1356的LED可调光恒流驱动电路设计,计算出相应的参数并选取了合适的元件。同时,本文介绍了LED路灯SCADA系统硬件开发情况。经过前期调研,在结合具体要求的情况下分析并选择合适的芯片和相应的集中控制器,并确定了以单灯控制终端电路为开发重点,详细介绍了载波模块与外围电路的设计。最后,本文从软件件层面介绍了LED路灯SCADA系统的开发情况。本文的软件设计范围主要包括单灯控制终端MCU软件和上位机程序两大部分。在介绍了载波模块与MCU通讯数据格式的基础上给出了MCU软件的设计方案及流程图;并从开发平台的选择、程序结构、工作流程、程序界面及功能介绍等方面详细介绍了上位机程序的设计。在完成硬件平台的搭建和软件的开发后,需通过实验来测试LED路灯SCADA系统的性能。首先在实验室搭建实验平台,验证了本系统设计的所有功能及其鲁棒性,再通过在实际道路上进行试验进一步验证系统的可靠性,结果表明,本文设计的监控系统功能均能正常实现且通信质量较为可靠稳定。在设计和实验过程中,也发现了某些存在的问题与不足,在本文的最后提出了进一步完善的思路。
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