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基于无线通信网络的照明控制系统研究

作　者: 马斌
导　师: 孙杰
学　校: 天津理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 照明光源 CAN Bus 无线网络 智能控制 nRF905
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着电子控制技术和网络技术的发展，各类网络控制技术在众多领域得到了广泛的应用。利用网络可以操作仪器设备执行各种动作，如：信息采集、行为驱动等。此类网络应用是当今物联网技术的核心内容，也是现代信息技术的发展前沿，可在未来改变人们的生活方式和工作方式，具有重要的研究意义和实用价值。本文主要研究针对照明光源的控制系统，通过三个不同的方案来实现对照明光源的控制，从而解决目前传统照明光源控制分散，资源浪费程度高，节电效果不明显的不足。本文提出了三个方案以改进现在的传统照明控制，分别是：基于DTU方案、基于GPRS MODEM方案和基于短距无线通信与CAN总线方案。基于DUT方案通过利用公共无线网络实现对照明光源的控制，该方案中采用AT+I命令，对终端节点的控制比较简单。DTU可以与单片机组成终端节点，也可以与计算机组成控制中心。该方案可以用于路灯照明、工厂照明景区照明等。基于GPRS MODEM方案通过无线公共网络与互联网相结合完成对照明的控制，该方案主要应用在需要计算机控制的大范围照明区域，可以充分利用无线公共网络和互联网的优势，特别是在偏远山区等不方便利用传统方式连接Internet的地区。基于短距无线通信与CAN总线方案利用CAN总线的有线网络和调频无线网络组成了一种混合网络控制系统，该网络充分利用了两种网络的优势，可应用于各类仪器仪表控制场合，使传统的控制技术提高到一个新的水平，特别适用与小环境照明光源控制，如家庭、政府机关等区域。本文有以下几个创新点：1.通过利用GF-2008W DTU完成对光源的控制，并对该系统做了软件和硬件设计，搭建系统并完成测试；2.利用F1102 GPRS MODEM做了软件设计，并搭建系统；3.利用nRF905无线射频芯片与CAN总线相结合，使无线网络和有线网络相结合，并对系统做了软件和硬件的设计，搭建了照明控制系统；4.利用VB设计CAN上位机收发软件，可以通过计算机完成对CAN Bus的测试。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章 绪论  11-15
  1.1 引言  11
  1.2 国内外照明控制现状  11-12
  1.3 本项目选题依据和研究意义  12-14
    1.3.1 选题依据  12-13
    1.3.2 研究意义  13-14
  1.4 本文的主要内容和结构  14-15
第二章 基于 DTU 的照明光源控制  15-29
  2.1 方案简介及组成原理  15
  2.2 控制单元  15-17
    2.2.1 GF-2008W DTU  15-17
    2.2.2 STC89C52  17
    2.2.3 MAX232 芯片  17
  2.3 采用技术  17-25
    2.3.1 GPRS 通信  17-19
    2.3.2 CDMA 通信  19-20
    2.3.3 PPP 协议  20-22
    2.3.4 AT+I 指令  22-25
  2.4 系统硬件  25
  2.5 系统软件  25-27
  2.6 系统测试  27
  2.7 小结  27-29
第三章 基于 GPRS MODEM 的照明光源控制  29-38
  3.1 方案简介及组成原理  29
    3.1.1 方案简介  29
    3.1.2 系统组成  29
  3.2 设备 GPRS MODEM 工作原理与功能  29-31
  3.3 控制方法  31-33
    3.3.1 AT 命令  31-32
    3.3.2 物联网  32-33
  3.4 系统工作流程  33-37
  3.5 小结  37-38
第四章 基于短距无线通信及 CAN 总线的照明光源控制  38-61
  4.1 方案简介及组成原理  38-39
    4.1.1 方案简介  38
    4.1.2 组成原理  38-39
  4.2 采用技术  39-44
    4.2.1 短距离无线通信  40-42
    4.2.2 CAN 总线  42-44
  4.3 选用部件  44-50
    4.3.1 SJA1000  45-46
    4.3.2 PCA82C250  46-47
    4.3.3 nRF905 收发器  47-50
  4.4 系统硬件  50-52
    4.4.1 nRF905 通讯模块  50
    4.4.2 CAN 控制收发器  50-51
    4.4.3 MCU 控制电路  51-52
  4.5 系统软件  52-58
    4.5.1 CAN 总线操作  52-53
    4.5.2 无线数据操作  53-54
    4.5.3 CAN 总线数据发送  54
    4.5.4 CAM 总线数据接收  54
    4.5.5 无线数据发送  54-55
    4.5.6 无线数据接收  55-56
    4.5.7 无线通信基站控制  56
    4.5.8 无线通信从站工作流程图  56-57
    4.5.9 终端节点工作流程  57-58
  4.6 系统测试  58-60
  4.7 小结  60-61
第五章 总结与展望  61-63
  5.1 总结  61
  5.2 展望  61-63
参考文献  63-66
发表论文和科研情况说明  66-67
致谢  67-68

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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