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基于ARM平台的照明区域控制器设计

作 者: 胡永军
导 师: 刘晓胜
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 电力电子与电力传动
关键词: 道路照明管理 ARM 电力线通信 照明控制策略 电缆防盗
分类号: TM571
类 型: 硕士论文
年 份: 2006年
下 载: 345次
引 用: 1次
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内容摘要


智能化和网络化是现代道路照明管理系统的发展趋势。计算机科学、通信技术以及嵌入式系统相关技术的迅速发展,为这样一套系统的实现提供了良好的软硬件平台。针对国内外道路照明管理系统的发展现状,本文提出了一种基于ARM平台和低压电力线载波通信技术的道路照明管理系统,详细阐述了在该系统中作为现场控制设备的照明区域控制器的设计。本文首先介绍了研究的背景和意义,分析了国内外道路照明管理技术的研究现状,以及智能化和网络化道路照明管理系统的特点。其次,在分析路灯管理部门需求的基础上,对道路照明管理系统的功能进行了详细的规划,提出了道路照明管理系统的分层体系结构模型,并根据该模型明确定义了照明区域控制器的功能和系统工作模式。再次,提出了一套融合时间控制、组群控制和环境参数辅助控制的智能化照明控制策略。设计了基于远程可配置静态中继技术的实用电力线载波通信组网方法。此外,还提出了一种行之有效的电缆防盗方案。硬件设计部分详细介绍了电源模块、微处理器及其外围电路、外部存储器、电能计量模块、电力控制模块、通信接口和人机交互接口的设计。最后,在软件设计部分探讨了启动代码编写、操作系统的选择和移植、任务规划和设计、驱动程序设计以及中断服务程序设计。使用嵌入式操作系统可以提高系统的可靠性,也使应用程序的设计和扩展变得更加容易。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 课题研究背景和意义  9-10
  1.2 国内外道路照明管理系统现状  10-12
    1.2.1 国内道路照明管理系统现状  10-11
    1.2.2 国外道路照明管理系统现状  11-12
  1.3 网络化道路照明管理系统的特点  12-13
  1.4 课题研究的主要内容和目的  13-14
第2章 总体分析设计  14-22
  2.1 项目需求分析  14-15
  2.2 网络化道路照明管理系统组成和功能分析  15-19
    2.2.1 网络化道路照明管理系统的组成  15-16
    2.2.2 系统的分层体系结构模型  16-18
    2.2.3 道路照明管理系统功能分析  18-19
  2.3 照明区域控制器总体设计  19-21
    2.3.1 照明区域控制器硬件总体设计  19-21
    2.3.2 照明区域控制器软件总体设计  21
  2.4 本章小结  21-22
第3章 基于LPC2138的控制器硬件设计  22-34
  3.1 微处理器及其基本外围电路  22-24
    3.1.1 微处理器的选择  22-23
    3.1.2 LPC213X最小系统设计  23-24
  3.2 板载电源模块设计  24-26
    3.2.1 电源需求分析  24-26
    3.2.2 电源电路设计  26
  3.3 外围功能模块设计  26-33
    3.3.1 电力控制模块  26-28
    3.3.2 外部E~2PROM存储器  28
    3.3.3 电能计量模块  28-30
    3.3.4 通信接口设计  30-31
    3.3.5 人机交互接口设计  31-33
  3.4 本章小结  33-34
第4章 照明控制策略和多级通信协议  34-46
  4.1 系统工作模式约定  34
  4.2 智能化照明控制综合策略设计  34-38
    4.2.1 时间控制策略  35-37
    4.2.2 组群控制策略  37
    4.2.3 环境参数辅助控制策略  37-38
    4.2.4 电缆防盗策略  38
  4.3 电力线通信组网方法  38-40
    4.3.1 远程可配置静态中继及其实现  39
    4.3.2 节点最佳通信信道选择和初始化  39-40
  4.4 多级通信协议体系设计  40-45
    4.4.1 控制器和管理中心之间的通信协议  41-42
    4.4.2 控制器和节点之间的通信协议  42-45
  4.5 本章小结  45-46
第5章 基于μC/OS-Ⅱ的控制器软件设计  46-60
  5.1 LPC213X启动代码编写  46-47
  5.2 嵌入式操作系统的选择和移植  47-48
  5.3 应用程序设计  48-59
    5.3.1 任务规划和设计  48-54
    5.3.2 任务的优先级划分  54-55
    5.3.3 外设驱动程序设计  55-57
    5.3.4 中断服务程序设计  57-59
  5.4 本章小结  59-60
结论  60-61
参考文献  61-65
攻读学位期间发表的学术论文  65-66
附录照明区域控制器实物和应用现场  66-68
致谢  68

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电器 > 控制器、接触器、起动器、电磁铁 > 控制器
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