多链路结构城市路灯节能微型终极无线控制器的研究

【摘要】：论文首先对当前我国能源现状进行分析,指出我国能源形势的紧迫性, 从国家倡导建设节约型社会出发,强调节能的重要性和必要性。通过分析国 内外路灯照明现状,提出路灯节能的重要性,并研究当前路灯节能的主要措 施,分析了当前路灯节能措施中单独使用节能灯具和有线实施半夜灯的优劣, 针对众多中小城市无法对已有路灯设施进行大规模改造的现状,从无线通信 和中继多链路入手,研究一种可以不用大规模重新铺设路灯线路就可以实现 的一种分时段控制路灯开关的一种微型无线控制器。本控制器采用低成本的 无线通信芯片和微处理器芯片,利用通信控制软件构成多链路扩散传播的通 信机制,可方便合理控制广场、道路乃至整个城市的照明。照明系统的改造 无须挖掘电缆沟重新敷设电缆,仅需在路灯灯杆上安装一个微型控制器即可。 论文对微型无线控制器的工作原理进行了阐述,研究用信号加载的手段 有效避免了开放频段内的干扰,增加了无线通信的安全性能;用多链路的重 复发射和接收来保证通讯的可靠性;本研究采用扩散传播通信方式,可以减 少无线电发射功率以降低元器件成本,最大限度的减轻对频率资源的污染。 论文对无线控制器的硬件选择、通信方案等进行了严密细致的论证,设计了 微型无线控制器的硬件电路,用接收模块接收数据传递给单片机,经单片机 处理后再由发射模块将数据发射出去,通过单片机的串行I/O口来完成数据的 串行通信。设计出微型终极无线控制器与其它微型终极无线控制器之间进行 通讯时所需要的通讯程序流程图和用汇编语言编写的控制源程序,并利用QTH 仿真器对控制器进行仿真调试,将调试后的程序写入单片机,对微型终极无 线控制器进行调试、性能分析。本文还指出微型终极无线控制器研究中的注 意事项及有待进一步改善的几个问题。文中设计的电路和控制方法适用于一 般的单片机系统设计,硬件和软件也有一定的实用性和通用性。 【关键词】：微型终极无线控制器 单片机 节能 扩散传播 无线发送接收 汇编语言 抗干扰 UART(通用异步收发器)
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TU994
【目录】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-12
• 前言12-16
• 第一章 绪论16-28
• 1.1 选题的能源战略背景16-22
• 1.1.1 我国能源需求现状16-17
• 1.1.2 我国2005年前能源形势17-18
• 1.1.3 节能的紧迫性和必要性18-20
• 1.1.4 节能的对策分析20
• 1.1.5 2005年，国家提升节约能源资源的战略高度20-22
• 1.2 课题立项的路灯节能背景22-25
• 1.2.1 路灯照明现状22-23
• 1.2.2 路灯节能措施现状23-24
• 1.2.3 当前路灯节能技术分析24-25
• 1.3 本课题的来源、主要研究内容和创新之处25-26
• 1.3.1 课题的来源及主要研究内容25
• 1.3.2 本课题研究的必要性25-26
• 1.3.3 本课题研究的创新之处26
• 1.4 小结26-28
• 第二章 基于多链路结构微功率无线通讯技术的城市照明节能研究28-34
• 2.1 研究内容28-29
• 2.2 系统组成及通信原理29-32
• 2.3 系统功能32-33
• 2.4 本人承担研究内容33
• 2.5 小结33-34
• 第三章 多链路结构城市路灯节能微型终极无线控制器的研究34-73
• 3.1 微型终极无线控制器的功能要求34-35
• 3.2 微型无线控制器系统方案论证和比较35-48
• 3.2.1 无线通信部分35-38
• 3.2.2 数据处理部分：单片机38-41
• 3.2.3 数据发射部分：发射电路41-42
• 3.2.4 数据接收部分：接收模块42-47
• 3.2.5 通信协议格式47-48
• 3.3 系统硬件电路的设计48-53
• 3.3.1 主控制器电路48-49
• 3.3.2 数据接收电路49-51
• 3.3.3 发射电路51-53
• 3.4 系统软件设计53-69
• 3.4.1 编程语言选择53-54
• 3.4.2 应用软件设计原则54-55
• 3.4.3 系统软件设计55-69
• 3.4.3.1 初始化程序55-56
• 3.4.3.2 主程序56-58
• 3.4.3.3 串口中断程序58-59
• 3.4.3.4 数据接收程序59-61
• 3.4.3.5 数据发送程序61-63
• 3.4.3.6 信号处理程序63-68
• 3.4.3.7 数据重发流程图68-69
• 3.5 软硬件调试及通信测试69-72
• 3.5.1 硬件调试69-70
• 3.5.2 软件调试70-72
• 3.6 小结72-73
• 第四章 技术难点及解决方案73-77
• 4.1 系统抗干扰措施73-76
• 4.2 小结76-77
• 第五章 项目前景与展望77-78
• 5.1 项目的应用前景77
• 5.2 项目的展望77-78
• 结束语78-79
• 科技查新报告79-87
• 参考文献87-89
• 致谢89-90
• 学位论文评阅及答辩情况表90

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