分布式LED照明系统的远程控制技术研发

发布时间：2017-09-13 15:20

  本文关键词：分布式LED照明系统的远程控制技术研发

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【摘要】：社会经济的发展带动了人类文明的飞速进步,同时也带来了全球环境污染问题和能源短缺问题的严峻考验。随着无线通信、LED、北斗二代定位等现代技术和自动化水平的不断发展提高,研发一种节能降耗、高自动化、实用性好且稳定可靠的新型照明控制技术具有十分现实的意义。本文研究并设计了一种分布式LED照明系统的控制技术。本文分布式LED照明控制系统针对LED照明灯具设计了一种基于远距离3G通信和近距离无线收发通信并结合北斗定位技术的可调光控制方案,该系统具备远程遥控遥测和自适应PWM调光功能。系统架构采用包括监控中心、集线器和单灯控制器的三层结构模式,本文针对集线器和单灯控制器进行了较为详尽的软硬件设计以及自组网协议设计,主要从以下方面开展了工作:1、对分布式LED照明控制系统的实现进行了可行性分析和总体方案设计。通过对比分析远距离通信技术和近距离通信技术在不同应用场合中的优劣势和异同点,阐述了本文所采用3G公共无线远距离通信和无线收发短距离通信相结合的原因。2、设计了短距离无线通信的自组网协议。对比分析各类网络拓扑结构,通过对ZigBee协议栈以及SimpliciTI协议栈的协议层结构和组网特点分析,论证了本文集线器与单灯控制器的自组网设计思想并设计了一款相对简单稳定可靠的组网协议。3、针对分布式LED照明系统的控制终端进行了硬件设计。分别探讨了集线器端和单灯控制器端的硬件架构并进行了模块化设计,分析了各个硬件模块的功能并完成了硬件电路设计。4、针对分布式LED照明系统的控制终端进行了软件设计。按任务管理机制进行软件任务功能模块化的设计,增强了系统软件的可拓展性和稳定性,并详细阐述了各主要功能模块的实现流程。
【关键词】：LED照明技术 3G公共无线通信 短距离无线通信 北斗定位 PWM调光
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM923.34;TP872
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 论文的研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 国外研究现状12-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.3 论文的组织架构15-17
• 2 分布式LED照明控制系统的总体方案设计17-25
• 2.1 照明系统远程控制技术功能需求分析与设计准则17-19
• 2.1.1 照明系统远程控制技术功能需求分析17-18
• 2.1.2 系统设计遵循的原则18-19
• 2.2 系统总体方案设计19-21
• 2.3 系统核心技术分析与对比21-24
• 2.3.1 无线收发通信技术21-22
• 2.3.2 3G无线网络通信技术22
• 2.3.3 北斗定位技术22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 无线收发通信的自组网设计25-39
• 3.1 网络拓扑结构25
• 3.2 通信协议对比分析25-28
• 3.2.1 ZigBee协议栈25-27
• 3.2.2 SimpliciTI协议栈27-28
• 3.3 自组网通信规约设计28-39
• 3.3.1 通信协议帧设计28-30
• 3.3.2 组网的具体实现30-39
• 4 系统硬件设计39-51
• 4.1 系统的硬件组成39
• 4.2 无线收发通信系统的硬件实现39-40
• 4.3 单灯控制器的硬件实现40-46
• 4.3.1 主控电路42-43
• 4.3.2 检测电路43-45
• 4.3.3 PWM调光电路45-46
• 4.4 集线器的硬件设计46-50
• 4.4.1 3G无线通信电路的硬件实现48
• 4.4.2 北斗定位模块的硬件实现48-49
• 4.4.3 集线器主控制器的硬件实现49-50
• 4.5 本章小结50-51
• 5 系统软件设计51-63
• 5.1 系统软件总体架构51
• 5.2 集线器端软件设计51-58
• 5.2.1 集线器端软件总体架构51-52
• 5.2.2 3G无线通信任务52-55
• 5.2.3 定位授时任务55-58
• 5.3 单灯控制器端软件设计58-61
• 5.3.1 单灯控制器端软件总体架构58-59
• 5.3.2 光照检测任务59-60
• 5.3.3 PWM调光任务60-61
• 5.4 无线收发任务61-62
• 5.5 本章小结62-63
• 6 调试分析63-69
• 6.1 3G通信功能调试与分析63-65
• 6.2 自组网通信功能调试与分析65-68
• 6.3 本章小节68-69
• 7 论文总结与研究展望69-71
• 7.1 论文研究设计总结69
• 7.2 展望69-71
• 参考文献71-75
• 附录75-76
• 致谢76

【参考文献】

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1 李平;;解读建设资源节约型、环境友好型社会[J];玉溪师范学院学报;2006年07期

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本文编号：844481