《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于PLC和ZigBee的路燈無線控制系統(tǒng)設(shè)計方案
來源:互聯(lián)網(wǎng)
作者:秩名
摘要: 本系統(tǒng)從路燈控制的具體要求出發(fā),建立了友好的可視化界面,,集無線通訊技術(shù),、自動化控制技術(shù)、監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)于一體,,有效的解決了路燈控制的靈活性,、實時性、可靠性,、經(jīng)濟(jì)性等問題,,抗干擾力強(qiáng),通信穩(wěn)定,,上位機(jī)給監(jiān)控終端發(fā)出的命令能準(zhǔn)確到位,。不僅大大節(jié)約了鋪設(shè)通信電纜的費(fèi)用,更達(dá)到了節(jié)能能源的目的,。
Abstract:
Key words :

   隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,,能源的開發(fā)和利用也顯得日益緊張起來,。3月份以來,我國多地出現(xiàn)淡季“電荒”現(xiàn)象,,而電能利用效率低下是 導(dǎo)致“電荒”的重要原因之一,,在這種情況下,提高電能效率迫在屠睫,。而隨著城市路網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展,路燈數(shù)量增多,,使得人們對電能節(jié)約以及路燈的管理要求也越來越高,。采用先進(jìn)技術(shù)節(jié)約能源以及提高路燈自動化控制與管理水平,已成為城市照明系統(tǒng)建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急,。

  1 路燈照明管理現(xiàn)狀

  1)照明設(shè)施開關(guān)燈統(tǒng)一性差,,智能化水平低,不具備遠(yuǎn)程修改開關(guān)燈時間,,不能根據(jù)實際情況修改開關(guān)燈時間,,能源浪費(fèi)大,增加了財政負(fù)擔(dān),;

  2)路燈設(shè)備分散,,管理人員少,管理困難,,不能實時,、準(zhǔn)確、全面地監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀況,,缺乏靈活的控制手段,;3)人工巡檢工作量大,效率低,,成本高,,浪費(fèi)人力、物力,、財力,,缺乏有效的故障預(yù)警機(jī)制。

  2 ZigBee簡介

  ZigBee是一種新興的短距離,、低復(fù)雜度,、低耗功、低傳輸速率,、低成本的雙向無線組網(wǎng)通訊技術(shù),。它是一種介于RFID(Radio Frequency Identification,無線射頻識別)和藍(lán)牙之間的技術(shù),。

  3 GPRS簡介

  GPRS通用分組無線業(yè)務(wù)是一種新的承載業(yè)務(wù),,提供了一種高效,、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),特別適用于間斷的,、突發(fā)性的和頻繁的數(shù)據(jù)傳輸,。GRPS永遠(yuǎn)在線,接入速度快,,用戶可隨時與無線網(wǎng)絡(luò)保持連接,,可使遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集的效率大幅提高。

  4 PLC簡介

  PLC即可編程控制器,,是一種帶有指令存儲器,,數(shù)字或模擬輸入/輸出接口,能夠完成邏輯,,順序,、定時、等功能,,用于控制機(jī)器或生產(chǎn)過程的自動控制裝置,。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便,、適應(yīng)面廣,、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng),、編程簡單等特點(diǎn),。

  5 系統(tǒng)工作原理

  運(yùn)用組態(tài)軟件作為上位機(jī)的控制平臺,通過GPRS與現(xiàn)場控制器PLC通訊,。監(jiān)控中心軟件通過GPRS網(wǎng)絡(luò)向各個現(xiàn)場控制器發(fā)送動作指令,,使現(xiàn)場控制器完 成各種配置和數(shù)據(jù)采集工作,并對現(xiàn)場控制器發(fā)送上來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理?,F(xiàn)場控制器通過ZigBee無線通訊設(shè)備接收單燈控制器所發(fā)送來的信號,,進(jìn)行分析處理并通過GPRS通訊系統(tǒng)向監(jiān)控中心發(fā)送信息,以此來實現(xiàn)對路燈的遠(yuǎn)程無線控制,,如圖1所示,。

   系統(tǒng)工作原理圖

  6 系統(tǒng)組成

  系統(tǒng)由3部分組成:現(xiàn)場控制器、單燈控制器,、監(jiān)控中心,。

  6.1 現(xiàn)場控制器

  由PLC獨(dú)立控制模塊、GPRS通信模塊,、ZigBee無線通信模塊等組成,,完成數(shù)據(jù)采集、控制輸出、數(shù)據(jù)通信,、故障報警等功能?,F(xiàn)場控制器通過GPRS與照明管理監(jiān)控中心服務(wù)器相連,通過ZigBee無線通信模塊與單燈控制器相連,,以此實現(xiàn)實時通信,,如圖2所示。

  圖2 現(xiàn)場控制器的組成

  圖2 現(xiàn)場控制器的組成

  6.2 單燈控制器

  每盞路燈都裝有單燈控制器,,由ZigBee無線通信模塊,、完成電量采集和模塊遙信功能的單片機(jī)模塊組成。ZigBee無線模塊具有網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),,這樣 ZigBee子網(wǎng)就有內(nèi)置冗余保證,,如果網(wǎng)絡(luò)中有節(jié)點(diǎn)脫離網(wǎng)絡(luò),無法工作:

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