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PL2101在路燈控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
摘要：新型直序擴頻半雙工異步調(diào)制解調(diào)順PL2101具有功能多、抗干擾能力強等特點。利用它通過電力線載波應(yīng)用系統(tǒng)可實現(xiàn)路燈的集約化及自動化管理和控制。文中介紹了用PL2101對路燈進行集約化自動控制設(shè)計的基本原理及軟硬件實現(xiàn)方法，同時給出了其設(shè)計原理圖和主、從控站的程序流程圖。關(guān)鍵詞：電力線載波 路燈控制 PL2101芯片 通信協(xié)議
1 引言
為實現(xiàn)校園路燈控制的自動化，筆者應(yīng)用PL2101芯片開發(fā)了基于電力線載波的路燈控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用電力載波通信方式，它將所有的路燈連接到計算機上，并通過計算機監(jiān)視所控區(qū)域內(nèi)的路燈工作狀態(tài)，可隨時設(shè)定開關(guān)時間、路燈開啟比例或單獨革一個路燈的開與關(guān)。任一路路燈的工作電流和溫度均可隨時查詢，路燈損壞時可實時報警，并可顯示具體地理位置，以便于快速維修；當(dāng)夜晚（或光線較暗）來臨且處在交通高峰時，路燈全部開啟，交通高峰期后，進入按比例開啟，如午夜之后70%；在凌晨之前時段，路燈開啟比例可以降到40%等，這樣既兼顧了照明需要，又減少了電力浪費。
2 系統(tǒng)工作原理
該系統(tǒng)由三個層次組成，分為總控站、主控站及從控站�？偪卣居蒔C機組成，可與主控站通過光纜或無線電連接，以實現(xiàn)對各個主控站的管理，并設(shè)定開關(guān)燈時間及執(zhí)行開燈比例指令，同時對主控站返回的信息進行匯總，對有故障的路燈通過圖文顯示出來，以便準(zhǔn)確確定其所在的位置。
主控站內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。主控站通過光纜或無線方式來接收總控機的指令，并通過電力線載波的串行通信方式來對從控站進行監(jiān)控。一個通信數(shù)據(jù)包由8字節(jié)數(shù)據(jù)組成，第一、二字節(jié)是主控標(biāo)識，第三字節(jié)是命令，第四、五字節(jié)是從站地址，第六至第八字節(jié)為數(shù)據(jù)。從理論上講，一個主控站最多可控制6萬個從站。主控站采用廣播方式發(fā)送命令數(shù)據(jù)，從機站收到通信包后進行數(shù)據(jù)分析，分析的內(nèi)容：一是識別主機是否是自己的上級主控站，二是識別從機地址是否是自己的地址，只有在全部確認(rèn)無誤后，主控站才執(zhí)行命令和相應(yīng)的操作。
從控站的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖2所示，每個從控站可控制三組路燈，它通過電力載波接收電路來接收主控站的指令，并執(zhí)行相應(yīng)的操作，完成對工作電流的采樣及處理，判斷路燈是否工作正常，以便采取合理的保護措施；同時，它可以對現(xiàn)場工作溫度進行采樣處理，以便在溫度超出正常工作范圍時采取保護措施，同時將相關(guān)信息返送回主控站中。
3 硬件設(shè)計
3.1 主要元件的選擇與性能
PL2101是一個新型的直序擴頻半雙異步調(diào)制解調(diào)器，載頻為120kHz，帶寬為15kHz，傳輸速率為500bps，接收靈敏度高達(dá)30μV，另外，PL2101還具有上電復(fù)位、電壓監(jiān)測電路、看門狗定時器及可編程實時時鐘等附屬功能電路。該電路抗干擾能力強，靈敏度高，且與TTL電平兼容。此外，PL2101與MCS51系列單片機的接口非常簡
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