万方数据基于电力线载波通信的照明系统控制器设计微电脑应用DesignofLightingSystemControllerBasedLow-voltageCarrierCommunication引言2照明系统工作原理3控制器设计PowerLineon12．1电力线载波通信输和信息交换的通信方式。由于信号传输的实际介质——电力线2．2系统总体结构3．1控制器结构浙江大学现代制造工程研究所(浙江杭州310027)赵玉玺曹衍龙俞天白斯建永(InstituteManufacture10027，China)Zhao摘要：在分析照明用电控制现状的基础上，提出了一种基于电力线载波通信的照明控制系统；给出了系统工作原理和双CPU结构的系统控制器主要硬件电路、双CPU通信协议。关键词：照明电力线载波通信控制器双CPU[中图分类号】TP273[文献标识码]A[文章编号]1000—3886(2007)01．0057．04目前，国内一些场所的照明灯具控制大多采用手动开关，使用中存在如下缺点：(1)经常出现常明灯现象，造成大量的能源浪费，照明灯具的使用寿命也必然会大大缩短；(2)随意开关灯情况，也会缩短照明开关和灯具的使用寿命，并且其安全性差。本文介绍了一种基于电力线载波通信的照明用电控制系统，能够实现分组控制、单灯控制，能较好地解决上述问题。以下重点阐述系统工作原理和控制器的总体结构、硬件设计和双CPU通信协议。电力线载波通信是一种利用电力线作为传输媒介实现数据传己经存在，无需再投入资金进行通信线路建设；并且通过电力线可以访问连接在它上面的任意通信设备。因此，与其他有线通信方式相比，具有不需要重新布线，成本低、易施工等优点。针对多数单位一般只有一台变压器以及照明灯具数量有限的特点，提出一种以一台变压器为单位的新型照明控制系统，系统以低压电力线作为“总线”，由控制器、集中器和终端控制器三层体系结构组成，每个终端控制器可控制1至10盏灯具，如图1所示。根据照明需求，将照明灯具分为不同的组，每组的灯具由若干个终端控制器控制；控制器存储每个灯具的地址信息和开关时间策略；控制器根据设定的开关时间策略，通过低压电力线将相应的控制指令发送给集中器，集中器将控制指令转发，终端控制器接收控制指令，分析接收到的灯具地址信息，判断该灯具地址是否属于其管理范围，若是，则执行相应的操作，若不是，则不做任何处理，从而实现照明灯具的自动开关控制。在不能按照设置的时间策略图1照明控制系统的总体结构图开关灯情况下，可通过控制器上的键盘输入命令强制开关灯。在控制器出现故障时，由集中器负责系统内灯具的自动控制。控制器总体结构如图2所示。它主要包括CPU模块、液晶显示模块、键盘输入模块、时钟监控模块、后备电源模块和载波通信外围配置电路模块等。微控制器AT89C52负责键盘输入、时间设置和液晶显示，以及与PL3105通讯等。电力线载波通信芯片PL3105负责按照开关时间策略通过电力线载波通信控制灯具开关，以及与图2控制器总体结构《电气自动化)2007年第29卷第1期Engineering，ZhejiangJianyongKeywords：lighting．powerUniversity，Hangzhou3YuxiCaoYanlongYuTianbaiSiAbstract：Basinganalysisthelightingcontrolpresent，anovelsystemisdesigned，usinglow—voltagepowerlinecommunicationchannel．Structureprincipleintroduced．Thehardwareelectriccircuitsandprotocolbe—doubleCPUcontrolleralsodesigned．carrierElectricaIAutomation}57●、stateattweenasareII‘万方数据∥。’E!。；l雩习j船串2洳诧II■5￡j培Q炼帆铂f。蹦WD2口B1T嗽I|P|呜涉斗一：-1彰幽蠲。‰_1‘148瓤薹哙亡3煳●轰。j-5亓掣l蚕微电脑应用一IlL2T∞={【宰卸爿‰Il艏TlJ呻l≮l眦：塑UIc6p53．2双CPU结构电路设计“矧q1，，L15C5PL3105电力线载波通信电路设计3．4实时钟和监控电路设计3．5键盘和液晶显示电路设计AT89C52通讯等。电力线载波通信系统的核心是电力线载波通信芯片，本系统选用北京福星晓程开发的电力线载波通信芯片PL3105，该芯片采用8051指令兼容的高速微处理器；内嵌直序扩频、DPSK调制／解调、半双工电力载波通信单元，CPU通过配置寄存器来实现对载波通信的控制，使其具备了在低压电力线上组网远程通信的功能；集成了完善的上电／掉