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本文提出了一种基于电力线载波通信技术的适用于中小规模照明系统、成本低廉、性能可靠的控制系统,以对照明控制方式的改变起到有益的作用。鉴于电力线作为通信信道的复杂性,分析了电力线载波通信的信道特性,构建了硬件两层、逻辑动态多层的系统层次结构,提出了系统的总体设计方案。在此基础上分别设计了照明控制系统的硬件和软件部分。最后,对照明控制系统进行了测试实验。 第一章介绍了电力线载波通信技术的定义、分类、优缺点和发展过程,总结了电力线载波技术、照明技术和路由算法等方面的研究现状,最后给出了论文的总体框架结构。 第二章分析了电力线载波通信信道的噪声、阻抗和衰减特性,得出这些特性均具有时变性和随机性的结论。在分析了现有的三种类型的电力线载波通信系统的层次结构的基础上,构建了本系统所采用的硬件两层、逻辑动态多层的层次结构。 第三章提出了照明控制系统的总体方案,选择了基于电力线载波通信的照明控制系统的适用载波技术和载波芯片,并设计了主机和终端的硬件电路,其中重点介绍了载波模块的设计。 第四章针对电力线信道环境的变化规律,分别设计了适应周期性变化的电力线信道环境的定期更新路由算法,以及适应随时间缓慢变化的电力线信道环境的动态更新路由算法。 第五章在分析现有的几种电力线载波通信协议的基础上,参照OSI模型设计了照明控制系统的通信协议。设计了主机AT89C51RC、主机PL3105和终端PL3105等芯片的驱动程序,其中着重介绍了通用的载波收发程序的设计。 第六章对完成设计的照明控制进行测试,为便于发现问题,测试工作按从模块到整体的思路逐步进行。最后采用仿真对路由算法的工作过程进行模拟,证明了路由算法的有效性。 第七章对全文的研究工作进行了回顾和总结,归纳了本文的主要研究成果,并对今后的研究工作作出了展望。
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