基于低壓電力線載波通信技術(shù)的路燈監(jiān)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、城市路燈照明系統(tǒng)因其耗費大量的電能已成為當(dāng)今社會實現(xiàn)節(jié)能減排的重要突破口。引入先進(jìn)的路燈監(jiān)控系統(tǒng)，可以極大的提高電能的利用率，降低能耗。基于低壓電力線載波通信技術(shù)的路燈監(jiān)控系統(tǒng)以成本低、無需重新布線等優(yōu)點而成為路燈監(jiān)控系統(tǒng)的研究重點。文章首先從系統(tǒng)的總體設(shè)計方案開始，詳細(xì)分析了系統(tǒng)的功能并設(shè)計了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。此外，通過比較各種通信方式的抗干擾能力及實現(xiàn)難度，選用了擴頻通信技術(shù)作為載波通信方式，并通過MATLAB軟件對擴頻通信技術(shù)的抗干

2、擾能力進(jìn)行了仿真和分析。
　　在此基礎(chǔ)上，文章詳細(xì)分析了低壓電力線信道的傳輸特性、低壓電力線理想信道傳輸模型。利用二端口網(wǎng)絡(luò)理論T參數(shù)等效模型，建立了低壓電力線帶負(fù)載信道傳輸模型，得到了電壓電流信號的傳輸函數(shù)，并運用蒙特卡洛模擬方法對信道模型進(jìn)行仿真及驗證，仿真結(jié)果表明所建立的帶負(fù)載信道模型和已有研究結(jié)論相吻合，證明了信道模型的可用性，也證明了蒙特卡洛模擬方法應(yīng)用于低壓電力線信道研究的可行性。這為低壓電力線信道傳輸特性的研究提供了

3、一種新的研究方法。
　　其次，根據(jù)系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，分別進(jìn)行了硬件電路的設(shè)計及軟件的設(shè)計。硬件電路設(shè)計從系統(tǒng)的硬件整體結(jié)構(gòu)開始，按電路模塊功能分別設(shè)計了數(shù)據(jù)傳輸電路、載波通信模塊、路燈控制電路。軟件設(shè)計首先設(shè)計了系統(tǒng)的總體軟件結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上從載波信道數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議設(shè)計開始，詳細(xì)分析和設(shè)計了數(shù)據(jù)傳輸格式及數(shù)據(jù)傳輸中繼協(xié)議。利用模塊化的設(shè)計思想，分別設(shè)計了集中控制器子程序、路燈控制器子程及載波收發(fā)子程序。最后是軟件設(shè)計的重點，引入基

4、于蟻群算法的路由中繼策略來提高系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制的可靠性。首先詳細(xì)分析了路燈分布情況，設(shè)計了蟻群路由中繼模型，并運用MATLAB軟件對模型的可靠性、抗毀滅性進(jìn)行了仿真驗證，仿真結(jié)果表明，設(shè)計的基于蟻群的路由中繼策略可以以最優(yōu)跳數(shù)為依據(jù)選擇信號傳輸?shù)穆窂剑谀巢糠致窡艄?jié)點損毀時，蟻群路由中繼策略能避開這些節(jié)點重新選擇傳輸路徑。
　　最后，文中對整個系統(tǒng)的運行進(jìn)行了測試。從硬件電路測試開始，測試了各個信號關(guān)鍵節(jié)點的波形；進(jìn)而進(jìn)行了系統(tǒng)整機的