基于PL3106的路燈終端載波通信研究

楊蕊冰

摘要：搭建了一個路燈終端載波通信的實驗環(huán)境，對集中控制終端的串口通信接收流程、載波通信發(fā)送流程及子終端的載波通信接收流程進(jìn)行了設(shè)計，實現(xiàn)上位機(jī)對集中控制終端、集中控制終端對子終端的命令傳遞，并通過上位機(jī)發(fā)送命令碼，對子終端接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了測試及分析，結(jié)果表明子終端成功接收到了上位機(jī)發(fā)送的命令碼，集中控制終端對子終端載波通信成功。

關(guān)鍵詞：路燈；電力線載波通信；數(shù)據(jù)；PL3106

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）36-0270-02

The Carrier Communication Data Research of Street Lamp Electronic Ballasts

YANG Rui-bing

（College of Electronic Engineering，Xi'an Shiyou University， Xi'an 710065， China）

Abstract： An experimental system of carrier communication for street lamp terminal is set up， and the receiving process of the serial port， the sending process of carrier communication for centralized control terminal and the receiving process for carrier communication of sub terminal are designed， to realize the command's transmission from the upper computer to centralized control terminal and the centralized control terminal to sub terminal.In the experimental study， through the upper computer sending command，the data that sub terminal receives is tested and analyzed. The results show that sub terminal receives the command from upper computer successfully， and demonstrate that the carrier communication from centralized control terminal to sub terminal is realized.

Key words： street lamp； power line carrier communication； data； PL3106

路燈照明系統(tǒng)在提高夜間交通安全、提升市民滿意度及城市形象等方面起著越來越重要的作用。在給人們出行帶來方便的同時，也帶來了大量的電能消耗，據(jù)統(tǒng)計整個城市路燈照明的電能利用率不到65%，并隨之在一定程度上加速了環(huán)境污染，因此實現(xiàn)路燈節(jié)能照明迫在眉睫[1-2]。

國外普遍采用PLC組網(wǎng)方式對路燈進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控[3]，上海等地采用以無線通信為主的組網(wǎng)方式對路燈進(jìn)行監(jiān)控[4]，投入資金較大?？紤]到建設(shè)成本，目前路燈終端多采用低壓電力線載波通信方式，但路燈終端多基于單片機(jī)及載波通信芯片的控制，分別實現(xiàn)路燈調(diào)光及通信功能，增加了設(shè)計的復(fù)雜性[5-7]。盛占石、楊波等人提出了采用電力載波芯片PL3106實現(xiàn)對路燈終端的控制[8，9]，彭紅娟等人設(shè)計了基于PL3106控制的路燈終端硬件電路（包括載波通信電路），并驗證了PL3106對單個路燈的調(diào)光功能[10]。

在此研究基礎(chǔ)上，本文搭建了模擬的實驗環(huán)境，對基于PL3106控制的路燈子終端進(jìn)行了載波通信數(shù)據(jù)的測試及分析。

1 實驗環(huán)境

搭建模擬的路燈終端載波通信實驗環(huán)境，由上位機(jī)及兩個終端構(gòu)成，與上位機(jī)進(jìn)行通信的為集中控制終端，另一個為子終端，集中控制終端與子終端之間通過電力線載波通信。通過上位機(jī)的串口調(diào)試助手依次發(fā)送75%功率、50%功率調(diào)光控制命令碼，并通過RS232串口傳送至集中控制終端，集中控制終端接收到命令碼后向子終端傳送，在子終端處將接收到的命令碼從串口輸出，對其進(jìn)行測量及分析。路燈終端采用電力載波芯片PL3106進(jìn)行控制，PL3106外圍的載波通信電路[10]，由載波發(fā)送、載波接收、耦合電路組成，實現(xiàn)信號在電力線及路燈終端之間的傳遞。

2 軟件設(shè)計

為實現(xiàn)上位機(jī)對集中控制終端、集中控制終端對子終端命令的傳遞，因此對集中控制終端的串口接收流程、載波發(fā)送流程及子終端的載波接收流程進(jìn)行了設(shè)計，分別對應(yīng)圖1、圖2、圖3。

3 通信命令設(shè)計

路燈電子鎮(zhèn)流器組網(wǎng)系統(tǒng)的命令碼基于Modbus通信協(xié)議進(jìn)行設(shè)計，包括路燈終端地址、功能碼、起始地址、數(shù)據(jù)、CRC校驗域，設(shè)計的子終端地址為F2，功能碼F05為讀寫命令，起始地址02H、03H分別代表對路燈進(jìn)行75%功率、50%功率調(diào)光控制，數(shù)據(jù)0FF00H代表操作命令有效，CRC校驗碼由兩個字節(jié)夠成。

4 實驗結(jié)果

通過上位機(jī)的串口調(diào)試助手發(fā)送命令碼，對子終端接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行了測試及分析。上位機(jī)發(fā)送75%功率控制命令碼時，在子終端串口處測量的數(shù)據(jù)波形，其對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為：0010011111 0101000001 0000000001 0010000001 011111111 0000000001 0100111001 0100111001B，即接收的Modbus數(shù)據(jù)為：11110010 00000101 00000000 00000010 11111111 00000000 00111001 00111001B，十六進(jìn)制表示為F2 05 00 01 FF 00 39 39H。上位機(jī)發(fā)送50%功率控制命令碼時，在子終端串口處測量的數(shù)據(jù)波形，其對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為：0010011111 0101000001 0000000001 0110000001 011111111 0000000001 0100111111 0000101101B，即接收的Modbus數(shù)據(jù)為：11110010 00000101 00000000 00000011 11111111 00000000 11111001 01101000B，十六進(jìn)制表示為F2 05 00 01 FF 00 F9 68H。由分析結(jié)果可知，子終端接收到的數(shù)據(jù)與上位機(jī)發(fā)送的命令碼相同。

5 結(jié)論

通過在實驗環(huán)境下對路燈子終端接收到的由上位機(jī)向集中控制終端發(fā)送的載波通信數(shù)據(jù)進(jìn)行測試及分析，發(fā)現(xiàn)子終端接收到的數(shù)據(jù)與上位機(jī)發(fā)送的命令碼完全相同，說明集中控制終端實現(xiàn)了對子終端的成功通信，以及在PL3106控制下的由上位機(jī)、集中控制終端和子終端組成的通信系統(tǒng)的可行性，為實現(xiàn)采用電力載波芯片PL3106控制路燈終端提供了數(shù)據(jù)支撐，也為日后改善路燈終端的通信提供了參考。

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