基于电力线载波通信的智能调光系统

【摘要】近年来照明控制系统标准不断提高，传统的照明方式已经无法满足人们的要求。利用发展迅速的嵌入式技术、通信技术和移动互联网技术，实现室内照明系统的远程化、智能化和节能环保化是现代化城市的重要标志之一。本文通过综合分析目前照明系统的需求以及室内电力线路的布局情况，提出了一种基于电力线载波通信的智能调光系统，其目的是将电力线载波(PowerLineCarrier，简称PLC)技术引入到照明系统当中，充分复用室内现有的电力线路来实现对照明设备的集中管控，并通过嵌入式智能网关服务器为用户提供远程访问服务。该系统主要由智能网关服务器、PLC灯控节点和远程Web应用三大部分构成。它们之间通过电力线载波技术、WIFI/GPRS-Internet技术进行通信，并通过制定通用、合理的系统通信规约，从而实现对整个照明系统的可靠监控。PLC灯控节点是带有电力线载波通信能力的单灯控制节点，在其设计中给出了详细的硬件设计原理图和软件流程图。其中硬件设计包括LME2200C载波芯片外围耦合与收发电路、ATmega16微控制器最小系统电路、电源电路、PWM调光电路等几个部分。软件设计部分采用状态机模型框架，并采用模块化编程思想，主要设计和实现了主程序、帧过滤子程序、命令执行子程序和串口中断服务子程序等。智能网关服务器是采用S3C6410+Android搭建的嵌入式系统，它是整个调光系统的核心部分，涉及到的数据业务最为复杂。按照功能层次将其划分为Boa嵌入式Web服务器、CGI程序、PLC通信守护程序和本地触摸屏监控程序，并将委托设计模式和MVC模型引入到其软件设计中。PLC通信守护程序作为独立的后台服务进程，通过Linux消息队列机制来接收CGI程序和本地监控程序传递过来的用户请求，并统一进行处理，各软件模块之间实现了低耦合，调用关系变得清晰有序。另外，所有的Web页面和数据库均存在于智能网关服务器上，并通过Boa服务器为用户提供Web远程访问服务。远程Web应用基于AJAX技术实现，采用HTML+DIV+CSS模式设计了调光控制、情景模式和定时开关灯等页面，并编写内嵌的Javascript脚本代码实现与智能网关服务器的数据交互和页面的动态更新。最后，对整个调光系统搭建了测试平台，并对系统功能和性能进行了验证。通过多次测试，证明所设计的智能调光系统完成了远程精确调光控制、情景模式设置和定时开关灯等主要功能。测试结果表明，该系统工作稳定，能够满足实际的应用需求，并且节能环保，具有一定的推广价值。
【作者】刘念杰；
【导师】胡建人；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】智能照明；物联网；电力线载波；ARM；Android；

【参考文献】
[1]刘姝姝.人民币汇率波动与消费者价格变动之间非对称传递效应分析[D].华侨大学,国际贸易学,2014,硕士.
[2]黄胜兰.AFP基因修饰的DC细胞的分泌的exosome抗肿瘤作用研究[D].福建医科大学,肿瘤学,2014,硕士.
[3]郭绍娟.医务社会工作对癌末患者的介入思考[D].郑州大学,社会工作（专业学位）,2013,硕士.
[4]郭筱磊.洱源“看香”巫术调查[D].西南大学,民族学,2014,硕士.
[5]王平华,王志刚,刘春华,向康.石墨烯复合材料对ABS性能影响的研究[J].化工新型材料,2011,09:40-41+61.
[6]闻腾.量子线路模块化级联运算规则的研究[D].太原科技大学,光学,2013,硕士.
[7]张爱飞.社会发展观的演进[D].安徽师范大学,马克思主义哲学,2004,硕士.
[8]孟祥英.PDMS微芯片通道表面修饰方法及其在氨基酸分离分析中的应用研究[D].南昌大学,2012.
[9]赵晓一.我国县级政府网站建设的现状、问题和对策研究[D].温州大学,马克思主义基本原理,2012,硕士.
[10]姜文玉.韩语副词状语在汉语中的对应形式[D].吉林大学,语言学及应用语言学,2004,硕士.
[11]张桂梅.基于类似形原理从单幅立体线图识别平面立体[D].西北工业大学,机械设计及理论,2004,硕士.
[12]熊亚亚.有氧运动对胰岛素抵抗大鼠脾树突状细胞影响的研究[D].西安体育学院,运动人体科学,2013,硕士.
[13]蒋美云,郭雷,钟宜星.基于任务分解的机器人路径规划导航[J].计算机与现代化,2014,08:16-20.
[14]朱秋菊.我国语文教育网站研究[D].扬州大学,学科教学,2012,硕士.
[15]廖君.《刑法修正案（八）》涉未成年人条款研究[D].广西民族大学,法律,2013,硕士.
[16]张晋.雅砻江牙根二级水电站右坝肩及缆机平台边坡稳定性研究[D].成都理工大学,地质工程,2013,硕士.
[17]王越.颅内幕上大型脑膜瘤术后瘤腔置入水囊临床效果观察[D].河北医科大学,外科学（专业学位）,2014,硕士.
[18]赵斌.GS度假酒店服务质量改进研究[D].大连理工大学,MBA（专业学位）,2013,硕士.
[19]殷勤.从工作记忆角度看汉英同声传译质量[D].北京外国语大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[20]张巨莉.焊剂带约束电弧超窄间隙焊接装置的研制[D].兰州理工大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[21]高法钦.运用哈希技术进行关联规则挖掘[J].河北建筑科技学院学报,2002,04:46-50.
[22]梁杰生.几种半导体电致化学发光体系的构建及其污染物检测应用[D].湖南大学,2014.
[23]张兴.《中国近代文学大系》研究[D].济南大学,中国古代文学,2012,硕士.
[24]滕雅芹.他克莫司对大鼠血糖的影响及其机制的探讨[D].辽宁医学院,内科学,2012,硕士.
[25]孙小虎.矿区土地复垦理论及方案设计研究[D].西北农林科技大学,作物,2012,硕士.
[26]黄黎明,章蔚,王松祥,沈俊,孟利伟,徐潮阳.乳腺癌术中淋巴管显影结扎减少皮下积液的应用[J].外科理论与实践,2014,01:53-55.
[27]危璐璟.英语热潮下语文学科的突围与发展研究[D].湖南师范大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[28]张红静,周辉,陈汉明,林鹤,王杰.声波方程数值模拟中的任意广角单程波吸收边界[J].石油地球物理勘探,2013,04:576-582+676+502.
[29]张硕.我国商业银行信用卡业务发展战略研究[D].东北师范大学,企业管理,2012,硕士.
[30]袁程蓉.NEK2在子宫内膜异位症的表达及意义[D].浙江大学,妇产科学,2013,硕士.
[31]施世鸿.高压输电线路故障测距研究[D].浙江大学,2008.
[32]范晓焓.网络借贷平台的法律问题研究[D].西南政法大学,经济法（专业学位）,2012,硕士.
[33]王宏刚.基于ArcGis的日冕水电站滑坡敏感性分析[D].吉林大学,地质工程,2013,硕士.
[34]朱少楠.面向地理场景的“文—图—景”转换方法研究[D].南京师范大学,地图学与地理信息系统,2013,博士.
[35]李飞飞.罗巴切夫斯基几何探源[D].山西师范大学,基础数学,2013,硕士.
[36]王敏佳.高校社区义工建设与问题及发展对策的探索[D].吉林大学,公共管理,2014,硕士.
[37]王夏霄,张春熹,张朝阳,邬战军.一种新型全数字闭环光纤电流互感器方案[J].电力系统自动化,2006,16:77-80.
[38]逯宇,荣朝和.新制度经济学视阈下的明朝禁海政策[J].高等财经教育研究,2014,04:74-78.
[39]张美.大秦线GSM-R系统应用[J].铁道通信信号.2007(06)
[40]李自强.基于TFRC的视频传输评估及协议优化研究[D].杭州电子科技大学,计算机应用技术,2011,硕士.
[41]武卉.几类泛函微分方程的周期解和稳定性研究[D].广西民族大学,应用数学,2013,硕士.
[42]徐阳.“90后”大学生群体特征的多维性研究[D].郑州大学,思想政治教育,2013,硕士.
[43]王昱潭.基于机器视觉的灵武长枣定位与成熟度判别方法研究[D].北京林业大学,森林工程,2014,博士.
[44]赵晓洋.我国宏观经济数据质量的评估方法研究[D].西安财经学院,统计学,2013,硕士.
[45]陈景葳.急性热应激对番鸭和蛋鸭NPY、NPY5R及CCK基因表达的影响[D].南京农业大学,动物遗传育种与繁殖,2011,硕士.
[46]黄栋,祁宁.我国新能源汽车产业破坏性创新的政策支持研究[J].当代经济管理,2014,08:79-86.
[47]吴泳标,张国霞,许玫英,张家强,孙国萍.发光细菌在水环境生物毒性检测中应用的研究进展[J].微生物学通报,2010,08:1222-1226.
[48]张媛媛.中国银行吉林省分行国际收付业务流程优化研究[D].吉林大学,工商管理,2014,硕士.
[49]王辉.基于QFD的质量成本控制与灰色评价模型研究[D].浙江大学,企业管理,2014,硕士.
[50]钟贤德.基于图像处理的仪表功能检测系统[D].哈尔滨工业大学,控制科学与工程,2013,硕士.