基于MSP430單片機的路燈/飾燈無線監控終端的設計

1 引言

隨著社會經濟的發展，城市照明設施的功能從單純的以照明為主轉變為實現美化環境、改善形象、活躍夜市經濟的目的。對城市燈飾的管理與控制迫切需要一種科學、合理、高效的方法。因此，提供一種有效而合理的控制與管理的方法，對城市路燈與飾燈的運行狀態進行遠程智能監控顯得極為重要。針對城市路燈和飾燈“終端多、地域廣、戶外、分散、信息量不大”等特點，總體上選擇無線通訊方式比較合適。但對路燈進行單燈控制和相鄰樓宇的亮化控制時，可以采用有線通信的方式。這樣，既克服了傳統的路燈控制方法、控制方式單一而無法滿足實時監控和管理要求的弱點，又能適應現代城市隊燈飾控制的要求。而無線監控終端是燈飾監控系統的下位機，是確保開關燈及時性、準確性、節約能源，提高亮燈率等指標的重要環節。

在開發張家港路燈和飾燈的遠程智能監控終端時，采用美國TI公司的16位單片機MSP430F149工業級芯片為主的測控系統，MSP430F149內含 CPU、RAM、ROM、E2PROM、WATCHDOG和12位A/D等。與其它微處理器相比，MSP430系列具有能耗小、啟動迅速、抗干擾能力強、低電壓供電等特點，尋址空間達64KB、中斷與子程序調用層次無限制、I/O口具有中斷能力，這樣大大減少和方便了外圍電路設計。滿足了系統對監控終端的要求。

2 監控系統的結構原理與工作過程

路燈監控系統主要有中央控制室和監控終端年部分組成，其中監控終端根據用途分為路燈監控終端、飾燈監控終端、飾燈擴展終端與路燈單燈控制終端是部分，其系統結構如圖1所示。虛線筐內為監控終端。圖中虛線表示無線通訊，實線表示有線通訊。

中央控制室與路燈、飾燈監控終端之間的通信采用VHF/UHF無線電臺進行數據交換。數據傳輸的速率為1200Bps, 調制方式為FSK，工作在異頻雙工方式。由于外圍站點較分散，因此通信體制采用大區制，其結構為星形拓撲，一點對多點。飾燈擴展終端與飾燈監控終端之間采用串行通訊交換數據。路燈監控終端與單燈控制器之間采用電力載波通信技術實現數據交換。

3監控終端的硬件設計

由于該監控系統終端用來控制路燈與飾燈，而路燈與飾燈的控制要求也有所不同，因此路燈監控終端與飾燈監控終端在硬件設計上有所不同。

圖1 監控系統硬件結構圖

3.1 飾燈監控終端及其擴展終端

飾燈監控終端既是系統的遠程測控單元，又具有自我運行的能力。硬件主要包括無線通訊電路、數據采樣及A/D轉換電路、控制輸出電路、鍵盤與顯示電路等，其結構如圖2所示。

圖2 飾燈監控終端硬件結構圖