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摘要：搭建了一个路灯终端载波通信的实验环境，对集中控制终端的串口通信接收流程、载波通信发送流程及子终端的载波通信接收流程进行了设计，实现上位机对集中控制终端、集中控制终端对子终端的命令传递，并通过上位机发送命令码，对子终端接收到的数据进行了测试及分析，结果表明子终端成功接收到了上位机发送的命令码，集中控制终端对子终端载波通信成功。
关键词：路灯；电力线载波通信；数据；PL3106
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：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
路灯照明系统在提高夜间交通安全、提升市民满意度及城市形象等方面起着越来越重要的作用。在给人们出行带来方便的同时，也带来了大量的电能消耗，据统计整个城市路灯照明的电能利用率不到65%，并随之在一定程度上加速了环境污染，因此实现路灯节能照明迫在眉睫[1-2]。
国外普遍采用PLC组网方式对路灯进行远程监控[3]，上海等地采用以无线通信为主的组网方式对路灯进行监控[4]，投入资金较大。考虑到建设成本，目前路灯终端多采用低压电力线载波通信方式，但路灯终端多基于单片机及载波通信芯片的控制，分别实现路灯调光及通信功能，增加了设计的复杂性[5-7]。盛占石、杨波等人提出了采用电力载波芯片PL3106实现对路灯终端的控制[8，9]，彭红娟等人设计了基于PL3106控制的路灯终端硬件电路（包括载波通信电路），并验证了PL3106对单个路灯的调光功能[10]。
在此研究基础上，本文搭建了模拟的实验环境，对基于PL3106控制的路灯子终端进行了载波通信数据的测试及分析。
1 实验环境
搭建模拟的路灯终端载波通信实验环境，由上位机及两个终端构成，与上位机进行通信的为集中控制终端，另一个为子终端，集中控制终端与子终端之间通过电力线载波通信。通过上位机的串口调试助手依次发送75%功率、50%功率调光控制命令码，并通过RS232串口传送至集中控制终端，集中控制终端接收到命令码后向子终端传送，在子终端处将接收到的命令码从串口输出，对其进行测量及分析。路灯终端采用电力载波芯片PL3106进行控制，PL3106外围的载波通信电路[10]，由载波发送、载波接收、耦合电路组成，实现信号在电力线及路灯终端之间的传递。
2 软件设计
为实现上位机对集中控制终端、集中控制终端对子终端命令的传递，因此对集中控制终端的串口接收流程、载波发送流程及子终端的载波接收流程进行了设计，分别对应图1、图2、图3。
3 通信命令设计
路灯电子镇流器组网系统的命令码基于Modbus通信协议进行设计，包括路灯终端地址、功能码、起始地址、数据、CRC校验域，设计的子终端地址为F2，功能码F05为读写命令，起始地址02H、03H分别代表对路灯进行75%功率、50%功率调光控制，数据0FF00H代表操作命令有效，CRC校验码由两个字节够成。
4 实验结果
通过上位机的串口调试助手发送命令码，对子终端接收的数据进行了测试及分析。上位机发送75%功率控制命令码时，在子终端串口处测量的数据波形，其对应的二进制数为：0010011111 0101000001 0000000001 0010000001 011111111 0000000001 0100111001 0100111001B，即接收的Modbus数据为：11110010 00000101 00000000 00000010 11111111 00000000 00111001 00111001B，十六进制表示为F2 05 00 01 FF 00 39 39H。上位机发送50%功率控制命令码时，在子终端串口处测量的数据波形，其对应的二进制数为：0010011111 0101000001 0000000001 0110000001 011111111 0000000001 0100111111 0000101101B，即接收的Modbus数据为：11110010 00000101 00000000 00000011 11111111 00000000 11111001 01101000B，十六进制表示为F2 05 00 01 FF 00 F9 68H。由分析结果可知，子终端接收到的数据与上位机发送的命令码相同。
5 结论
通过在实验环境下对路灯子终端接收到的由上位机向集中控制终端发送的载波通信数据进行测试及分析，发现子终端接收到的数据与上位机发送的命令码完全相同，说明集中控制终端实现了对子终端的成功通信，以及在PL3106控制下的由上位机、集中控制终端和子终端组成的通信系统的可行性，为实现采用电力载波芯片PL3106控制路灯终端提供了数据支撑，也为日后改善路灯终端的通信提供了参考。
参考文献：
[1] 罗贞礼.我国城市路灯照明节能现状与前景分析[J]. 新材料产业， 2013（9）.
[2] 孔繁宇，崔健博，邹同元，等. 基于地上地下数据的智慧照明信息系统总体设计[J]. 照明工程学报， 2015， 26（5）.
[3] Zhang Jun， Wang Hui， Qiao Guifang， et al. Design and implementation of a WSN based remote monitoring system for street lighting[J]. Energy Procedia，2011（13）.
[4] 彭红娟.路灯电子镇流器的通讯技术研究[D]. 西安： 西安石油大学，2015.
[5] 徐利谋，黄长远.基于GPRS和ZigBee的城市路灯监控系统研究与实现[J].物联网技术，2016（6）.
[6] 向敏，王时贺，赵星宇.一种基于电力载波通信的路灯控制系统集中器的设计[J].重庆邮电大学学报， 2013， 25（2）.
[7] 姚伟， 韦云生，高益峰，等. 基于PLC/GPRS的智能照明单灯监控系统设计[J].广西科技大学学报， 2015， 26（1）.
[8] 胜占石，王海韬，陈亚平，等. 基于PL3106的路灯控制器在农村路灯系统中的应用[J].安徽农业科学， 2009， 37（23）8.
[9] 楊波，琴会斌，毛祥根，等. 基于PL3106的室内调光控制系统[J].电子器件，2014，37（4）.
[10] 彭红娟，郭颖娜，程为彬. 基于PL3106的路灯电子镇流器调光设计[J].电气应用，2015，34（10）.
关键词：路灯；电力线载波通信；数据；PL3106
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：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
路灯照明系统在提高夜间交通安全、提升市民满意度及城市形象等方面起着越来越重要的作用。在给人们出行带来方便的同时，也带来了大量的电能消耗，据统计整个城市路灯照明的电能利用率不到65%，并随之在一定程度上加速了环境污染，因此实现路灯节能照明迫在眉睫[1-2]。
国外普遍采用PLC组网方式对路灯进行远程监控[3]，上海等地采用以无线通信为主的组网方式对路灯进行监控[4]，投入资金较大。考虑到建设成本，目前路灯终端多采用低压电力线载波通信方式，但路灯终端多基于单片机及载波通信芯片的控制，分别实现路灯调光及通信功能，增加了设计的复杂性[5-7]。盛占石、杨波等人提出了采用电力载波芯片PL3106实现对路灯终端的控制[8，9]，彭红娟等人设计了基于PL3106控制的路灯终端硬件电路（包括载波通信电路），并验证了PL3106对单个路灯的调光功能[10]。
在此研究基础上，本文搭建了模拟的实验环境，对基于PL3106控制的路灯子终端进行了载波通信数据的测试及分析。
1 实验环境
搭建模拟的路灯终端载波通信实验环境，由上位机及两个终端构成，与上位机进行通信的为集中控制终端，另一个为子终端，集中控制终端与子终端之间通过电力线载波通信。通过上位机的串口调试助手依次发送75%功率、50%功率调光控制命令码，并通过RS232串口传送至集中控制终端，集中控制终端接收到命令码后向子终端传送，在子终端处将接收到的命令码从串口输出，对其进行测量及分析。路灯终端采用电力载波芯片PL3106进行控制，PL3106外围的载波通信电路[10]，由载波发送、载波接收、耦合电路组成，实现信号在电力线及路灯终端之间的传递。
2 软件设计
为实现上位机对集中控制终端、集中控制终端对子终端命令的传递，因此对集中控制终端的串口接收流程、载波发送流程及子终端的载波接收流程进行了设计，分别对应图1、图2、图3。
3 通信命令设计
路灯电子镇流器组网系统的命令码基于Modbus通信协议进行设计，包括路灯终端地址、功能码、起始地址、数据、CRC校验域，设计的子终端地址为F2，功能码F05为读写命令，起始地址02H、03H分别代表对路灯进行75%功率、50%功率调光控制，数据0FF00H代表操作命令有效，CRC校验码由两个字节够成。
4 实验结果
通过上位机的串口调试助手发送命令码，对子终端接收的数据进行了测试及分析。上位机发送75%功率控制命令码时，在子终端串口处测量的数据波形，其对应的二进制数为：0010011111 0101000001 0000000001 0010000001 011111111 0000000001 0100111001 0100111001B，即接收的Modbus数据为：11110010 00000101 00000000 00000010 11111111 00000000 00111001 00111001B，十六进制表示为F2 05 00 01 FF 00 39 39H。上位机发送50%功率控制命令码时，在子终端串口处测量的数据波形，其对应的二进制数为：0010011111 0101000001 0000000001 0110000001 011111111 0000000001 0100111111 0000101101B，即接收的Modbus数据为：11110010 00000101 00000000 00000011 11111111 00000000 11111001 01101000B，十六进制表示为F2 05 00 01 FF 00 F9 68H。由分析结果可知，子终端接收到的数据与上位机发送的命令码相同。
5 结论
通过在实验环境下对路灯子终端接收到的由上位机向集中控制终端发送的载波通信数据进行测试及分析，发现子终端接收到的数据与上位机发送的命令码完全相同，说明集中控制终端实现了对子终端的成功通信，以及在PL3106控制下的由上位机、集中控制终端和子终端组成的通信系统的可行性，为实现采用电力载波芯片PL3106控制路灯终端提供了数据支撑，也为日后改善路灯终端的通信提供了参考。
参考文献：
[1] 罗贞礼.我国城市路灯照明节能现状与前景分析[J]. 新材料产业， 2013（9）.
[2] 孔繁宇，崔健博，邹同元，等. 基于地上地下数据的智慧照明信息系统总体设计[J]. 照明工程学报， 2015， 26（5）.
[3] Zhang Jun， Wang Hui， Qiao Guifang， et al. Design and implementation of a WSN based remote monitoring system for street lighting[J]. Energy Procedia，2011（13）.
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[5] 徐利谋，黄长远.基于GPRS和ZigBee的城市路灯监控系统研究与实现[J].物联网技术，2016（6）.
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[7] 姚伟， 韦云生，高益峰，等. 基于PLC/GPRS的智能照明单灯监控系统设计[J].广西科技大学学报， 2015， 26（1）.
[8] 胜占石，王海韬，陈亚平，等. 基于PL3106的路灯控制器在农村路灯系统中的应用[J].安徽农业科学， 2009， 37（23）8.
[9] 楊波，琴会斌，毛祥根，等. 基于PL3106的室内调光控制系统[J].电子器件，2014，37（4）.
[10] 彭红娟，郭颖娜，程为彬. 基于PL3106的路灯电子镇流器调光设计[J].电气应用，2015，34（10）.