路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究

        利用GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)和|nternet網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，構(gòu)成路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其中GPRS網(wǎng)絡(luò)主要完成路燈監(jiān)控系統(tǒng)的控制端主機的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，Internet網(wǎng)絡(luò)主要實現(xiàn)路燈監(jiān)控系統(tǒng)的主控制器的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù).兩種網(wǎng)絡(luò)進行結(jié)合的方式，能達到遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠的優(yōu)點，對于路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是很好的嘗試.

        GPRS(General Parked Radio System)是一種標(biāo)準(zhǔn)化的分組交換業(yè)務(wù).它具有按流量進行收費;GPRS網(wǎng)絡(luò)連接的速度快;并可以保證實時在線的優(yōu)點.而Internet網(wǎng)絡(luò)是全球性的信息資源的系統(tǒng).將兩者結(jié)合起來，組成GPRS-Internet網(wǎng)絡(luò)，來實現(xiàn)路燈監(jiān)控系統(tǒng)。

        一、路燈遠(yuǎn)程系統(tǒng)構(gòu)成

        路燈遠(yuǎn)程系統(tǒng)主要由主控制器、控制端主機、控制端從機和數(shù)據(jù)通信模塊四大部分所組成，主控制器通過Internet網(wǎng)絡(luò)連接上網(wǎng)，控制端主機通過GPRS網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)的實時采集和控制等任務(wù).控制端主機與控制端從機通過已有的電力線傳輸進行通信任務(wù).路燈監(jiān)控系統(tǒng)部分設(shè)計框圖如圖1所示.

        圖1路燈遠(yuǎn)程系統(tǒng)設(shè)計框圖

        圖2路燈遠(yuǎn)程系統(tǒng)控制端 機硬什框圖

        二、路燈遠(yuǎn)程控制端主機硬件設(shè)計方案

        路燈遠(yuǎn)程系統(tǒng)控制端主機硬件組成框圖如圖2所示.數(shù)據(jù)輸入端包含模擬量輸入和數(shù)字量輸入兩個方面，它們分別通過一定的轉(zhuǎn)換電路，將采集的數(shù)據(jù)送到微控制器中.控制線驅(qū)動芯片完成微控制器總線驅(qū)動任務(wù)，串口驅(qū)動芯片將信號送到微控制器，微控制器中有傳輸控制協(xié)議和網(wǎng)問協(xié)議，這樣數(shù)據(jù)能實時傳送，通過GPRS-Internet網(wǎng)絡(luò)傳送.下面分別概述主要功能模塊的主要任務(wù)。

        2.1 微控制器TMS32OV 3

        微控制器采用TI公司生產(chǎn)的32位高性能浮點芯片TMS320VC33，它具有雙電源供電、兩種低功耗模式;外圍電路容易擴展，兩種中斷方式.該芯片的運算速度很高，它是利用硬件部分來提高運算速度的，而以往的數(shù)字處理器是利用軟件來增強系統(tǒng)的運行速度的.TMS320VC33這些結(jié)構(gòu)可以大大提高數(shù)字信號處理器的能力.微控制器外接控制線驅(qū)動芯片.實現(xiàn)對控制總線的驅(qū)動功能，外圍控制電路還包含脈沖電路和緩存區(qū)，脈沖電通過對TMS320VC33發(fā)送的實時脈沖信號，完成對微控制器的實時的校正功能.外圍控制電路中的緩存區(qū)主要是將TMS320VC33將采集到的各種模擬量和數(shù)字量的數(shù)據(jù)進行處理后，暫時緩存在緩存區(qū)中.這樣能提高微控制器TMS320VC33的實時數(shù)據(jù)處理能力。

        2.2數(shù)據(jù)采集(數(shù)據(jù)輸入)模塊

        路燈遠(yuǎn)程控制端主機的數(shù)據(jù)采集模塊主要包括模擬量采集部分和開關(guān)量采集部分組成.模擬量采集的步驟是首先是通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，進行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送到控制電路中，進行控制任務(wù)，最后再送到微控制器TMS320VC33中，進行數(shù)據(jù)處理任務(wù);開關(guān)量采集的步驟是首先將采集到的開關(guān)量信號送到驅(qū)動電路中，完成數(shù)字信號的驅(qū)動任務(wù)，然后再通過濾波電路，對驅(qū)動后的數(shù)字信號進行濾波任務(wù)，最后再送到微控制器TMS320VC33中，與采集到的模擬量一起完成數(shù)據(jù)處理任務(wù)。

        2.3輸出設(shè)備模塊

        微控制器TMS320VC33將從數(shù)據(jù)采集模塊采集到的模擬量和開關(guān)量，進行數(shù)據(jù)處理任務(wù)后，需要外接輸出設(shè)備，微控制器的輸出設(shè)備主要包含兩個部分.一個是液晶顯示設(shè)備，另外一個是時鐘檢測電路.液晶顯示電路將微控制器TMS320VC33處理后的數(shù)據(jù)，顯示在液晶屏幕上，方便查看.時鐘檢測電路主要完成的功能是對微控制器的時鐘信號進行實時的監(jiān)督任務(wù)，讀取TMS320VC33的時鐘數(shù)據(jù)與檢測電路中的標(biāo)準(zhǔn)時鐘進行校準(zhǔn)。

        三、路燈監(jiān)控控制端主機軟件實施方案

        路燈監(jiān)控系統(tǒng)軟件實現(xiàn)方案如圖3所示.首先完成監(jiān)控系統(tǒng)初始化任務(wù)，然后進行實時數(shù)據(jù)的采集任務(wù)，采集模擬量和數(shù)字量;再進行輸出設(shè)備的掃描功能，檢查輸出部分有無任務(wù)，如果有需要去完成的任務(wù)，就處理相應(yīng)的輸出任務(wù);然后再讀取是否有控制端主機的控制命令，如果有，控制端從機就要執(zhí)行相應(yīng)的路燈的開關(guān)任務(wù);如果在特殊情況下，當(dāng)檢測有通信問題，控制端從機不能正常運行等情況，包含超出了在微控制器的規(guī)定數(shù)值時，此時要發(fā)送故障處理任務(wù);當(dāng)檢測到緩存區(qū)有GPRS信息時，因GPRS信息是以GPRS數(shù)據(jù)的形式暫存在緩存區(qū)的，如果要與監(jiān)控端從機進行通信，要先把數(shù)據(jù)變成載波的數(shù)據(jù)包，發(fā)送新的數(shù)據(jù)包到控制端從機，然后通過GPRS網(wǎng)絡(luò)，將傳送到的數(shù)據(jù)傳送到控制端的主機中.最后一個任務(wù)是看門狗電路軟件實現(xiàn)，通過向看門狗電路發(fā)送相應(yīng)的脈沖信號，完成控制系統(tǒng)的時鐘校準(zhǔn)任務(wù).這樣完成一個循環(huán)，軟件看門狗電路后，再重新開始一個循環(huán)，重新進行實時的數(shù)據(jù)采集，以此類推。

        圖3路燈遠(yuǎn)程系統(tǒng)控制端t機軟什框圖

        四、結(jié) 束

        路燈遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)利用微控制器TMS320VC33來控制GPRS，完成GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸功能，TMS320VC33中的傳輸控制網(wǎng)間協(xié)議，這樣數(shù)據(jù)能通過網(wǎng)絡(luò)實時傳送.采用GPRS-Internet網(wǎng)絡(luò)，比采用單個的網(wǎng)絡(luò)能更好地實現(xiàn)實時控制.并且具有傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，采集數(shù)據(jù)實時性強的特點。