通信系統設計

　　太陽能路燈聯網監控系統的總體通信連接圖如圖5 所示，DSPIC30F3011 單片機具有雙串口，主機中的一路串口與從機進行RS-485 通信，另一路串口用于控制GSM 模塊，即與MC39i 模塊進行通信連接，控制MC39i 發送短信給監控中心。

　　圖5 總體通信連接

　　由于太陽能路燈間距為幾十米，所以該系統中主從機間通過RS-485 通信連接，RS-485 的通信距離可以達到幾百米甚至上千米，最大傳輸速率為10 Mb/s，而且還可以實現多點通信方式，從而可以建立起一個小范圍內的局域網［3］。圖6 為DSPIC30F3011 單片機與MAX485 連接的硬件連接圖，DSPIC30F3011 與MAX485 之間通過6N136 進行隔離，以確保數據傳輸的準確性。主、從機均留出串口與MAX485 連接，各個MAX485 芯片的A、B 和GND 管腳相互連接。主、從機不斷地對太陽能板電壓和蓄電池電壓進行檢測，發生低電時從機將及時向主機傳送信息。

　　主機與監控中心通信電路設計

　　基于GSM 通信技術的無線測控系統具有通用性好、地理覆蓋面廣、免調試維護、運營費用低和控制方式靈活等特點，因此主機和監控中心間采用GSM 通信模塊進行信息傳輸。DSPIC30F3011 單片機對太陽能板電壓和蓄電池電壓進行采樣比較，當采樣值低于設定值時發送短信“太陽能板電壓不足”或“蓄電池電壓不足”給監控中心，單片機還可以對路燈工作狀態進行監控，出現異常時，以短信形式傳送給監控中心。

　　圖6 DSPIC30F3011 與MAX485 接線

　　GSM 模塊采用MC39i，MC39i 是一個支持中文短信息的工業級GSM 模塊，可傳輸語音和數據信號，通過接口連接器和天線連接器分別連接SIM 卡讀卡器和天線。MC39i 的數據接口通過AT 命令可雙向傳輸指令和數據，可選波特率范圍為300 b/s~115 kb/s，支持Text 和PDU 格式的SMS可通過AT 命令或關斷信號實現重啟和故障恢復。

　　MC39i 模塊有40 個引腳，通過一個ZIF（Zero InsertionForce，零阻力插座）連接器引出。這40 個引腳可以劃分為5類，即電源、數據輸入/輸出、SIM 卡、音頻接口和控制。MC39i的第1~5 引腳是正電源輸入腳，第6~10 引腳是電源地，15 腳是啟動腳IGT，系統加電后為使MC39i 進入工作狀態，必須給IGT 加一個大于100 ms 的低脈沖，電平下降持續時間不可超過1 ms。18 腳RXD、19 腳TXD 為TTL 的串口通訊腳，需要和單片機或者PC 通訊。MC39i 使用外接式SIM 卡，24~29 為SIM 卡引腳，MC39i 的第32 腳SYNC 引腳為控制腳，有兩種工作模式，一種是指示發射狀態時的功率增長情況，另一種是指示MC39i 的工作狀態，可用AT 命令AT+SYNC 進行切換，35~38 為語音接口［5］。MC39i 的電源輸入采用開關型可調高性能微波電路專用穩壓芯片LM2941S。啟動腳IGT 可以通過單片機軟件控制，也可通過按鍵控制其電位高低變化的控制，18 腳RXD、19 腳TXD 直接與DSPIC30F3011 單片機的異步串口RXD2 和TXD2 進行連接，實現單片機對MC39i 發送和接收指令的控制，24~29 引腳直接與SIM 卡的對應引腳進行連接，便于檢測SIM 卡是否插好，以及完成短信發送的功能，SYNC 腳可外接發光二極管用于檢測模塊是否處于工作狀態。

　　電子發燒友技術編輯點評：

　　目前的太陽能路燈控制系統都是獨立光伏控制系統，針對太陽能路燈的特點，介紹了一種太陽能路燈聯網監控系統，主要由六個部分組成：太陽能電池、蓄電池、LED 路燈、控制器、充電電路、放電/負載驅動電路。有任何電路設計相關問題，歡迎在評論處探討。

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