太阳能LED照明网络化监控系统的研究

【摘要】：随着能源危机的日益突出以及城市照明的发展需求，太阳能LED照明作为一种绿色环保灯具，其应用越来越广泛。由于太阳能LED照明组件受光照、温度等具有随机性的环境因素影响，因此需要有一套完整的监控系统对参数进行监控。 论文通过分析照明监控的现状和发展趋势、太阳能LED照明组件的特点，联系有线及无线数据传输方式各自的优势，给出了一种CAN结合GPRS的两级式网络数据传输结构的太阳能LED照明监控自动化系统的方案。 以模块化设计思想为依据，设计了以STM32F103VCT6为主控制器的下位终端节点的硬件和软件模块，完成数据采集、底层控制和数据网络传输等任务。以网络编程为理论基础，通过比较B/S结构和C/S结构的优缺点，选择实时交互性好、功能强大、安全性高的C/S结构，在VS2008环境下设计了上位监控软件。其中，为了满足服务器软件与客户端软件、GPRS节点通信时有较好并发性的要求，服务器的I/O模型采用完成端口模型。根据数据存储的要求，采用Access2003数据库存储后台数据，与服务器软件之间进行数据交互。根据用户体验要求，在NI Measurement Studio环境下设计了客户端软件提供一个简洁友好的管理界面，完成监控信息的显示及用户控制指令的下发等任务。 论文设计、制作并调试了硬件系统，设计了上位软件主要功能模块，对系统整体进行了功能和性能测试。测试结果表明，该方案可行，能够完成监控任务，基于完成端口模型的服务器优于传统模型的服务器。 【关键词】：太阳能LED GPRS CAN C/S IOCP 嵌入式终端节点
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615;TM923.34
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 研究的背景和意义8-9
• 1.1.1 研究背景8
• 1.1.2 研究意义8-9
• 1.2 照明监控系统的国内外现状与发展趋势9-10
• 1.3 论文的主要内容和结构安排10-12
• 1.3.1 主要工作10
• 1.3.2 结构安排10-12
• 第二章 太阳能 LED 监控系统的总体设计方案12-25
• 2.1 太阳能 LED 照明监控系统的构成12-17
• 2.1.1 太阳能电池13-15
• 2.1.2 蓄电池15-16
• 2.1.3 LED 灯16-17
• 2.2 太阳能 LED 照明网络化监控系统整体设计方案17-24
• 2.2.1 终端节点的设计方案19-23
• 2.2.2 上位监控中心软件设计方案23-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第三章 终端节点的软、硬件设计25-41
• 3.1 终端节点的外围电路硬件设计25-35
• 3.1.1 STM32 最小系统26-28
• 3.1.2 检测与控制接口电路28-30
• 3.1.3 CAN 通信接口外围电路30-32
• 3.1.4 GPRS 通信接口外围电路32-35
• 3.2 终端节点的软件设计35-40
• 3.2.1 数据采集35-36
• 3.2.2 多通道 PWM 波的产生36-37
• 3.2.3 CAN 通信设计37-38
• 3.2.4 GPRS 通信的设计38-40
• 3.3 本章小结40-41
• 第四章 基于 C/S 结构的上位监控系统的软件设计41-55
• 4.1 WinSock 技术41-43
• 4.1.1 Windows Sockets 规范41-42
• 4.1.2 流式套接字和数据报套接字42-43
• 4.2 服务器核心功能的设计43-51
• 4.2.1 服务器 I/O 模型的选择43-45
• 4.2.2 完成端口模型的开发流程45-46
• 4.2.3 线程池的设计以及线程间通信46-48
• 4.2.4 数据库的设计48-51
• 4.3 客户端模块的设计51-54
• 4.3.1 虚拟仪器工具的选择51-52
• 4.3.2 客户端功能模块的设计52-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 系统测试55-60
• 5.1 功能测试55-57
• 5.2 性能测试57-59
• 5.3 本章小结59-60
• 第六章 总结与展望60-62
• 6.1 论文工作总结60
• 6.2 工作展望60-62
• 参考文献62-64
• 附录1 元器件清单64-66
• 附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文66-67
• 致谢67

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