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随着社会经济日益发展,灯光除了具有传统的照明意义,同时也越来越成为美化城市和人们生活的风景线,因此,灯光设备的控制和管理就相应地成为了城市公共事业管理的一个重要组成部分。纳入城市灯光控制系统的有道路照明监控、建筑泛光照明监控、广场照明监控、桥梁照明监控等部分。越来越多的灯光使管理部门的工作日益加重,传统的灯光控制手段逐渐不能适应管理需求。设计一个通信可靠、管理科学、易于扩展的灯光控制系统对于节约国家能源、促进我国经济发展、提高城市管理水平具有重要意义。
电力线遍布于所有灯光设备之间。利用现有的电力线传输数据信息,实现远程数据采集和通信,使通信信道与供电信道共用,可以方便施工,缩短工期、降低了成本。然而,电源线并非一种理想的通信介质,其高噪声、低阻抗、强衰减的特性对电力线载波设备提出了很高的要求。
为了克服电力线信道的衰减和多径干扰等,本文采用了专门针对我国电力线较差的信道条件而设计的集成的电力线调制解调芯片LME2200。它采用正交多载波调制解调技术,能有力地克服信道干扰、减小衰减,因而具有很好的传输性能。另外,此芯片内置了数模转换电路DAC和模数转换电路ADC,这样很容易和前端模拟电路接口,方便使用者进行相应的开发设计。
同样地,由于电力线信道固有的衰减特性,使得电力线载波传输距离有限(通常小于3公里),从而限制了其在大范围灯光控制系统内的使用。Lonworks技术提供了把电力线信道与IP信道无缝连接的解决方案,使信号的传输不再受距离和通信介质的影响。同时,Lonworks拥有一切必要的组建来实施全方位、开放性、互操作性强、易于与现有数据网络连接的控制系统,使大范围、全方位的灯光控制管理集中化成为可能。
本文主要介绍了基于电力线载波芯片LME2200和Lonworks神经元芯片的智能灯光控制节点的设计与实现,对其硬件及软件设计做了详细描述。