学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于ZigBee和GPRS的照明监控系统的设计

作　者: 周学军
导　师: 陈芳炯; 成军
学　校: 华南理工大学
专　业: 电子通信工程
关键词: 照明监控 ZigBee GPRS MC13213 CS5463 LPC2378
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 22次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着我国城市化进程的加快，广大市民对可以节省大量人力物力的智能照明监控技术的要求越来越高。但由于起步较晚，目前我国的照明监控技术还比较落后，仍存在不少问题。例如现今我国的城市照明设施控制大多以时控或分散手控的方式为主。现行的方法既不能及时调整开/关灯的时间，更无法实时反映照明设施的运行情况，并且故障率高、维修困难。ZigBee是一种新兴的物联网技术，具有成本低、可靠性好、时延短，网络容量大、覆盖范围广等优点，主要适用于自动控制以及远程控制领域，还可以嵌入至各种设备中。无线传感器网络解决了布线困难、人员无法到达区域进行数据采集的问题，简化了有线网络所带来的布线繁琐、预设接口、线路检测、扩容等一系列和传输途径有关的繁琐工作。此外，ZigBee联盟定义了一套灯光无线控制规范，这就保证了各个生产商的相关产品能够互联互通，使ZigBee可方便地用于智能照明监控系统并广为推广。本设计ZigBee无线通信芯片采用了Freescale半导体公司生产的2.4G射频芯片MC13213，它支持专用点到点、简单星形以及MASH网络。成本低且开发简单，适宜大规模运用。本课题研制的照明监控系统采用“监控中心—主控节点—单灯节点”的三层结构。在该系统中，监控中心通过GPRS及ZigBee无线通信网络可以远程控制照明设施的开关及工作模式。单灯节点通过CS5463可以精确采集照明设施工作时的电压、电流、有功功率等状态数据。主控节点接收到ZigBee网络中上传的状态数据后将通过GPRS将数据发送到后台服务器。监控中心上位机软件通过对接收到的单灯状态数据进行解析处理可以实时显示照明设施的运行状况。照明监控系统是ZigBee技术在照明监控中的一个应用实例。经实际测试，该系统运行稳定，拥有十分广阔的市场前景。此外，虽然该设计方案是以照明监控系统为依托的，但为类似的无线监控系统的设计也提供了参考，应用前景十分广阔。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章 绪论  11-17
  1.1 我国城市照明的现状  11
  1.2 照明监控技术研究现状  11-13
  1.3 短距离无线通信技术研究现状  13-14
  1.4 远距离无线通信技术研究现状  14-15
  1.5 论文结构安排  15-16
  1.6 本章小结  16-17
第二章 照明监控系统无线网络相关内容  17-25
  2.1 系统总体架构  17-18
  2.2 ZigBee协议相关内容  18-21
  2.3 ZigBee网络拓扑  21-23
  2.4 GPRS无线通信相关内容  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第三章 系统硬件设计方案  25-37
  3.1 系统硬件部分构成  25
  3.2 ZigBee无线模块硬件设计  25-28
    3.2.1 MC13213 简介  25-27
    3.2.2 MC13213RF模块介绍  27
    3.2.3 射频匹配电路  27-28
  3.3 单灯测控模块设计  28-31
    3.3.1 电源模块电路  29
    3.3.2 采集模块电路  29-31
    3.3.3 控制模块电路  31
  3.4 主控节点硬件设计  31-36
    3.4.1 LPC2378 芯片介绍  32-33
    3.4.2 LPC2378 基本电路设计  33-34
    3.4.3 I~2C接口电路  34-35
    3.4.4 GPRS接口电路  35-36
  3.5 本章小结  36-37
第四章 系统软件设计方案  37-51
  4.1 系统嵌入式软件部分构成  37
  4.2 ZigBee模块程序设计  37-44
    4.2.1 MC13213 软件开发环境  37-38
    4.2.2 RF发送及接收函数  38-40
    4.2.3 各类节点程序设计流程  40-42
    4.2.4 状态采集程序  42-43
    4.2.5 命令转发机制  43-44
    4.2.6 数据帧格式定义  44
  4.3 LPC2378 程序设计  44-50
    4.3.1 LPC2378 软件开发环境  44-45
    4.3.2 基本任务实现  45-47
    4.3.3 GPRS模块程序  47
    4.3.4 μC/OS_II系统移植  47-50
  4.4 本章小结  50-51
第五章 系统测试  51-55
  5.1 MC13213 模块通信距离测试  51-52
  5.2 系统组网测试  52-53
  5.3 系统测试结果  53-54
  5.4 本章小结  54-55
第六章 总结与展望  55-56
  6.1 总结  55
  6.2 展望  55-56
参考文献  56-59
附录  59-63
攻读硕士学位期间取得的研究成果  63-64
致谢  64-65
附件  65

相似论文

  1. 列车动态监控系统的研究,U284.48
  2. 基于无线传感器网络的电动汽车电池组综合测试技术研究,U469.72
  3. 窃电实时监控与欠费管理系统的研究,TM73
  4. 物联网在服装行业的应用性研究,TN929.5
  5. 基于ZigBee技术的井下人员定位系统的研究,TN929.5
  6. 偏远地区配电变压器防盗监控系统的设计,TM421
  7. 基于ZigBee的农网无线抄表系统的研究,TM76
  8. 基于物联网的锂动力电池智能综合管理系统,TM912
  9. 太湖水体透明度远程监测系统的研究与应用,TP274
  10. 基于故障指示器的配电网故障定位研究,TM711
  11. 便携式气象数据采集系统的研究与实现,TP274.2
  12. 基于GPRS技术的远程自动抄表系统的研究,TM76
  13. 基于GPRS的变压器故障诊断系统的研究,TM407
  14. 沈阳燃气SCADA系统的设计与应用,TU996
  15. 智能电表的设计和实现,TM933.4
  16. 基于GPRS的电力调度自动化系统的设计与实现,TM734
  17. 电力负荷管理系统中GPRS技术研究与应用,TM73;TN929.5
  18. 数字型仪表自动识读系统研究,TP391.41
  19. 基于RFID的实时资产盘查系统的管理软件研发,TP311.52
  20. 移动通讯基站用电量智能采集与处理系统的设计与实现,TM76
  21. 基于ZigBee 2006协议的无线数据采集系统设计与实现,TP311.52

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 > 监视、报警、故障诊断系统
© 2012 www.xueweilunwen.com