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(jī)的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，Internet網(wǎng)絡(luò)主要實(shí)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(jìn)行結(jié)合的方式，能達(dá)到遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)，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(jìn)行收費(fèi);GPRS網(wǎng)絡(luò)連接的速度快;并可以保證實(shí)時在線的優(yōu)點(diǎn).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(shí)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(jī)、控制端從機(jī)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(jī)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)的實(shí)時采集和控制等任務(wù).控制端主機(jī)與控制端從機(jī)通過已有的電力線傳輸進(jìn)行通信任務(wù).路燈監(jiān)控系統(tǒng)部分設(shè)計(jì)框圖如圖1所示.

        圖1路燈遠(yuǎn)程系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖

        圖2路燈遠(yuǎn)程系統(tǒng)控制端 機(jī)硬什框圖

        二、路燈遠(yuǎn)程控制端主機(jī)硬件設(shè)計(jì)方案

        路燈遠(yuǎn)程系統(tǒng)控制端主機(jī)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(shí)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(diǎn)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(kuò)展，兩種中斷方式.該芯片的運(yùn)算速度很高，它是利用硬件部分來提高運(yùn)算速度的，而以往的數(shù)字處理器是利用軟件來增強(qiáng)系統(tǒng)的運(yùn)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(shí)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(shí)時脈沖信號，完成對微控制器的實(shí)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(jìn)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(shí)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(jī)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(jìn)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(jìn)行控制任務(wù)，最后再送到微控制器TMS320VC33中，進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行實(shí)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(jìn)行校準(zhǔn)。

        三、路燈監(jiān)控控制端主機(jī)軟件實(shí)施方案

        路燈監(jiān)控系統(tǒng)軟件實(shí)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(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)的采集任務(wù)，采集模擬量和數(shù)字量;再進(jìn)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(jī)的控制命令，如果有，控制端從機(jī)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(jī)不能正常運(yùn)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(jī)進(jìn)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(jī)，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(jī)中.最后一個任務(wù)是看門狗電路軟件實(shí)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(jìn)行實(shí)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(jī)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(shí)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(shí)現(xiàn)實(shí)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(shí)時性強(qiáng)的特點(diǎn)。