太阳能路灯联网监控节能系统方案

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4、系统具有自动监测功能，能够对路灯及其外围电路的运作进行监测，一旦有异常情况出现，从机通过无线网络发到主机，主机汇总后通过GSM网络发给监控中心通知技术人员进行维修，保证检修的快速性。

2.2 性能要求

1、ADC转换精度为10位；

2、无线传输有效距离100m（可根据实际需要选用不同的无线模块实现远距离传输数据）；

3、GSM超远传输距离，只要有信号的地方就可以收到数据；

4、一个监控中心可监测多个主机，一个主机可监测多个从机。

三、方案设计

3.1 系统功能实现原理

系统机构框图

系统由监控中心、主机和从机三大部分组成，监控中心通过GSM网络实现与主机的远程通讯，而主机与从机距离较近，故采用2.4GHz无线网络进行通讯。

监控中心硬件结构框图

监控中心主要负责各主机汇总情况分析、显示，同时可通过现场或者发短信的方式通知工作人员路灯的损坏情况，此外还可以对系统参数进行设置，其主要由AVR单片机、GSM模块、光传感器、人体红外感应模块、矩阵键盘、声光报警、位置检测电阻、电机模块、液晶显示器、电源管理、实时时钟电路DS1302、后备电源、太阳能电池和蓄电池组成。

主机硬件结构框图

主机负责收集从机和自身监控数据，是监控中心和从机通讯的桥梁，主要由AVR单片机、GSM模块、无线传输模块、光传感器、人体红外感应模块、位置检测电阻、电机模块、电源管理、实时时钟电路DS1302、后备电源、太阳能电池和蓄电池组成。

从机硬件结构框图

从机负责对自身太阳能路灯进行控制处理并对电路进行监测，发现异常情况就会进行故障诊断，并将通过主机将结果发给监控中心进行处理，其主要由AVR单片机、无线传输模块、光传感器、人体红外感应模块、位置检测电阻、电机模块、电源管理、实时时钟电路DS1302、后备电源、太阳能电池和蓄电池组成。

3.2 硬件平台选用及资源配置

硬件平台选用EVK1100,串口用于与GSM模块通讯,PWM用于背光变频,光照传感器用于检测环境周围光度,液晶显示器用于显示各种信息,SPI用于与DS1302通讯，ADC用于太阳能电池电压检测、蓄电池电压检测、环境光度检测、太阳能电池位置检测和太阳位置检测，1个通用输入输出口用于人体红外检测模块，4个通用输入输出口用于电机控制，8个通用输入输出口用于4*4矩阵键盘。

3.3系统软件架构

3.4 系统软件流程

监控中心程序运行流程图

系统上电后先对系统和GSM模块进行初始化，接着更新系统时间，然后判断现在是不是白天，如果是就继续判断系统是否收到信息，如果不是则检查是否有新信息到来；在晚上，有新信息表示主机或者从机出现问题，系统进入信息处理阶段，根据用户设置有本地通知和短信通知两种方式，如果用户设置为短信通知，则系统只会通过短信通知用户，而不会在本地发警报通知用户；接着进行按键检测，有按键按下则进入按键处理程序，对系统进行设置或者查看状态；然后检测有没人接近，有则开液晶显示器和背光，没有则将它们关掉；接着又检测是不是白天，如此循环；在白天，系统检查是否有信息，有信息则发警报通知用户，并将信息删除；接着检测太阳位置和太阳能电池电压，如果太阳能电池电压低于设定值，标志位置位；如果太阳能电池电压没有问题，系统则驱动电机将太阳能电池转向阳光最大处，如果太阳能电池在规定时间内转不到指定位置则说明转向系统出现问题，接着判断太阳能电池是否有问题，如果有，说明太阳能电池个电机模块有问题，如果没有则再次对太阳能电池电压进行采样，将其与上一次采样电压进行比较，两次电压相差不大，说明电机有问题；两次电压相差大，说明位置检测电阻有问题，然后，报警通知用户，至此程序完成一次循环。当前面太阳能电池转动后到达指定位置后，系统进入定时循环状态，此时如果系统收到主机入网请求，则对主机进行入网处理；没有收到请求则会判断是否有按键按下，有则进行按键处理，没有则检测有没人接近，有则开液晶显示器和背光，没有则将它们关掉；如此循环，直到定时时间到。

主机程序运行流程图

系统上电后先对系统、GSM模块和2.4GHz无线模块进行初始化，接着向监控中心发送联网请求，直到收到监控中心应答信号，允许入网。接着通过监控中心发回信号更新系统时间，然后判断现在是不是白天，如果是就判断系统是否有错误信息，如果不是则发信息查询从机状态。在晚上，首先向从机发送查询信息，如果在规定时间内收不到从机应答信号，说明从机有问题，错误标志置位；如果收到信息，系统亮灯，并对蓄电池电压进行检测，如果蓄电池电压小于设定值，说明蓄电池有问题，错误标