万方数据岛掣掣⋯峰——尸n嗣n嗣防一威司嘛翮网络化集中控制照明系统智能监控器设计．I-位机、l—]厂一—]一—To⋯嚼铜电力自动化设备李广才，陈英俊，聂东1智能监控器总体设计—币页藿丽]I监控器Il监控器ll监控器2硬件设计第28卷第5期(肇庆学院电子信息工程系，广东肇庆526061)摘要：研制了一种集中控制照明系统前端智能监控器。进行了路灯运行参数及其环境参数的实时检测、路灯工作状态的多种方式控制以及网络化数据传输功能的一体化设计。基于ARM嵌入式微处理器，通过trC／OS—II在LPC2292上的移植及信号量机制的建立与设置．解决了任务的调度及任务间的通信与同步问题．实现了实时操作系统的功能。利用以太网控制器芯片RTL8019AS扩展了网络接口，在p．C／OS—II中又移植了LwIP协议栈。实现了数据信息的网络化传输。通过CPLD芯片扩展了I／O接口．解决了数据交换的瓶颈问题。在市政路灯网的实际运行中，表现出较高的稳定性和可靠性，达到了网络化、精确化、动态化控制以及节能的目的。关键词：照明系统；嵌入式：网络：监控器中图分类号：TM文献标识码：B文章编号：1006—6047(2008)05—0095—04网络化集中控制系统采用网络化集散控制方式，主要由中央控制器、智能监控器、网络服务器及通信网络组成，如图1所示[¨。本文重点介绍其智能监控器设计。智能监控器是路灯日常运行状态的监测控制装置，它既可在中央控制系统(以下简称上位机)的控制下工作，也可脱离上位机独立工作，具有以下2种功能：一是实时在线监测及数据处理。主要监测输入电流、输入电压、风机状态、开关状态及环境湿度、Et光照度等参数．同时对采集数据进行分析处理．将打包后的采集信息以及故障诊断与报警信息上传上位机：二是路灯运行状态控制．主要控制方式有4种f2】。a．自动定时控制。可以预设时间．定时控制路灯的开与关。b．自动照明控制．可以根据实际测定的日光照度和湿度，参照照度控制准则。通过数字镇流器，控制灯光照度．并且在配电网电压幅值波动很大的环境下，保证灯具得到恒定功率。延长灯具的使用寿命。c．网络化控制．路灯管理控制中心根据需要(如特殊节假日、庆祝活动等)．可以通过网络向任意一个监控器或一组监控器(一个路段为一组)甚至整个网络发出控制指令．控制路灯的工作状态。d．手动控制功能。利用ARM单片机LPC2292作为控制管理器．通过IxC／OS一Ⅱ及LwIP协议栈的移植．实现嵌入式微处理器及网络通信功能．利用扩展可编程逻辑器件(CPLD)实现数据采集及状态控制，采用RTL8019AS以太网控制器实现网络接口。其原理如图2所示[31。2．1嵌入式微处理器及网络通信模块硬件设计微处理器选用Philips单片32位ARM微控制器LPC2292，它采用144脚封装、多个32位定时器、8路10位ADC、2路高级CAN通道、PWM输出以及多达9个的外部中断．使用2组电压供电．其中ARM核为1．8V．I／O口为3．3V．这样的供电方式使其具有极低的功耗【引。网络控制器选用Reahek公司生产的高集成以太网控制器芯片RTL8019AS．它具有与NE2000兼容、适应于EthernetII协议等特性[51。图2中数据线和控制信号线需要进行电平转换。地址线上接限流电阻。IOCSl6电平一直为高，RTL8019AS采用16位数据传输(低电平采用8位数据传输)。为了减少硬件资源．将RTL8019AS的65脚“JP”接高电平．以跳线方式与系统主CPU接口[6LPC2292对RTL8019AS的驱动主要是通过操纵其内部寄存器来完成的．这些寄存器映射在LPC22922008年5月基金项目：广东省计划项目(2005810201015)：肇庆市科技基金项目(2006—16、V01．28No．5May2008571网络服务器通信网络系统f圈1网络化集中控制照明系统的组成原理图收稿日期：2007—10—20；修回日期：2007—12—28ElectricPowerAutomationEquipment⋯Fig．1Networkedilluminationsystemwithcentralizedcontrol3。万方数据当幽1b--j7圈习西电力自动化设备3系统软件设计第28卷I的I／O端口上。因此。对RTL8019AS的操作也即是对LPC2292的I／O端口操作。设计时可以把IOS3～IOS0悬空．将这些I／O地址定位到300H。其中．偏移量为00H。OFH具有16位寄存器的地址。寄存器分为page0、pagel、page2、page3，由RTLS019AS中命令寄存器CR中的PSl和PS0位来决定要访问的页。10F～17F为远程DMA端口，用于获得远程DMA地址。复位端口包括18的复位。对于RTL801