基于MSP430單片機(jī)的路燈/飾燈無線監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)

采樣回路實(shí)時(shí)采集總電路電流和電壓量以及所有支路的電流量。信號(hào)經(jīng)V/I變送器、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、信號(hào)調(diào)理電路送入MSP430的A/D轉(zhuǎn)換口。每個(gè)終端可輸出四種不同的控制方式（如時(shí)段燈、半夜燈等）。無線通訊電路的核心部分是調(diào)制/解調(diào)芯片和Motorol的GM950i電臺(tái)。另外，設(shè)計(jì)兩個(gè)RS- 485口分別用系統(tǒng)擴(kuò)展與遠(yuǎn)程抄表。

飾燈擴(kuò)展終端適用于兩個(gè)站點(diǎn)距離較近，且鋪設(shè)電纜比較容易，或無線通信信號(hào)不能到達(dá)的情況（如地下室等），其結(jié)構(gòu)與飾燈監(jiān)控終端大致相同，與監(jiān)控終端之間通過RS-485口相連，因此飾燈監(jiān)控終端不需要電臺(tái)，這樣可大大節(jié)約成本。

3.2 路燈監(jiān)控終端及單燈控制終端

路燈監(jiān)控終端是在飾燈監(jiān)控終端的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上再增加一個(gè)單燈管理單元。單燈管理單元采用AT89C51單片機(jī)，與MSP430之間通過串行通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

單燈控制終端實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈的單燈控制，其結(jié)構(gòu)見圖3。電流電壓信號(hào)經(jīng)電流電壓互感器到信號(hào)調(diào)理電路，通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。開關(guān)量電路主要采集各種開關(guān)量，如燈桿傾斜，開關(guān)合閘等。地址編碼單元主要用于設(shè)置單燈控制終端地址。通信模塊主要由電力載波通訊專用芯片SSC P300 與 SSC P111組成，主要完成路燈控制終端與單燈控制終端之間的通信。繼電器輸出單元控制路燈的開關(guān)。

圖3 單燈控制終端結(jié)構(gòu)圖

4監(jiān)控終端的軟件設(shè)計(jì)

4.1 通訊的數(shù)據(jù)格式

飾燈監(jiān)控終端與其擴(kuò)展終端之間是主站與從站的關(guān)系，它們之間通訊的主要目的是主站向從站發(fā)出命令，從站執(zhí)行命令并向主站發(fā)回當(dāng)前的工作狀態(tài)。其規(guī)程是：主站向從站發(fā)送命令；從接收到命令后執(zhí)行命令，且立即向主站返回當(dāng)前狀態(tài)；主站發(fā)送命令后，２秒內(nèi)為收到從站應(yīng)答則認(rèn)為通訊超時(shí)。其通信格式如表１、表２所示。

路燈監(jiān)控終端與單燈控制終端（ＬＣＵ）之間的通訊格式與飾燈監(jiān)控終端與其擴(kuò)展終端之間格式有所不同，這主要由路燈自身的特點(diǎn)決定。路燈監(jiān)控終端與單燈控制終端發(fā)送命令格式中命令標(biāo)志包括單燈控制器查詢、開關(guān)操作與地址配置等。單燈控制終端（ＬＣＵ）返回格式中的部分故障信息包含路燈故障、燈桿傾斜和通訊超時(shí)等。其通信格式如表３、表４所示。

表３　路燈監(jiān)控終端向單燈控制終端（ＬＣＵ）發(fā)送命令格式