基于公用电话网(PSTN)的智能路灯控制器设计

　　1 引言

　　随着各城市对路灯照明的重视， 路灯照明的管理、监测、控制和维护的工作量增大，人力物力资源有限的问题日益突出。为提高路灯管理效率，需要一种新型的路灯远程监控系统。目前，远程监控系统通常采用上下位拓扑结构，而且下位机经常为无人职守形式。远程监测系统中通信采用的物理链路有: 现场总线形式， 如CAN、RS-422/485 等;Internet 形式;PSTN(公用电话网)形式。现场总线形式受通信距离的约束，远程能力有限，例如CAN 总线的直接通信距离最大为10Km，第2 和第3 两种形式，虽在距离上没有限制，但对硬件的要求和实现的途径各不相同。从目前的技术条件及从通信距离、实时性、可靠性与安全性等诸多方面的综合*价，基于公用电话网(PSTN)的远程监控系统更适合一些。故针对路灯管理处设备陈旧、可靠性差、设备有限、投资少、故障多、线路多、管理维护不方便等情况，选择PSTN 通讯方式，设计开发基于AT89S8252 智能路灯控制器， 对城市路灯运行状态进行远程智能监控。

　　智能路灯控制器是系统的主要组成部分。它关系到上位机与路灯控制器的信息交互， 是系统信息交换的枢纽。智能路灯控制器既可以起到上传下达的作用，也可以单独对路灯进行控制。它与上位机是采用PSTN 通信，完成控制器运行数据的传输。这样既可以实现远程通信，也可以节约线路成本。控制更为精细。系统构架如图1所示。

　　2 智能路灯控制器硬件电路设计与功能描述

　　2.1 测量电路

　　在测量电路中， 采样电路需要采集三相电压信号和四相电流信号(包括零线电流) 。本系统采用直流采样法。电压变化电路如图2 所示。

　　图2 中PT1 是一种电流型电压互感器，A 相输入电压经限流电阻R1(100K)，使PT1 初级(原边)的额定电流为2.

　　2mA，次级(副边)会产生一个相同的电流。通过运算放大器(LF353)，用户可以通过调节反馈电阻R3 的值在输出端得到所要求的电压输出。以标准工频电压220V 为例，可以算出转换后A 相电压有效值为:，转换后的电压信号满足各元器件的输入电压要求。

　　电流变换电路采用精密电流互感器CTY205A(CT1)，电流变化电路如图3 所示。

　　通过运算放大器(LF353)的作用，用户可以调节反馈电阻R4 的值在输出端得到所要求的电压输出。以电流(交流值AC)5A 为例，电流互感器转换出来的电流信号为:，转换后的电流信号满足系统各元器件的输入电压要求。

　　电压电流经互感器变换， 输入双四选一译码器， 微处理器通过控制电压、电流值进行多路转换。选用LF353 连接成射极跟随器，起到隔离、跟随的作用。多路转换模块如图4 所示。电压电流监测模块选用有效值转换芯片AD536 计算输入的复杂的交流值AC 的均方根值， 输出一个等效的直流值D C 。再输入系统中的ADC 转换电路。电压电流监测模块如图5 所示。