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为了提高照明电器的节能控制能力,本项目针对传统电子镇流器的特点,在原先单点节能的基础上,提出了区域化、网络化多点节能控制的创新,并开发了电子整流器芯片的SMS通讯控制模块及其SoC原型,同时完成了验证,为实现电子镇流器芯片的网络化控制打下了基础。
与以往的数据通讯模式不同,本文选用GSM网络的SMS通讯作为电子镇流器芯片的无线数据通信平台。为了实现电子镇流器芯片与上位机(PC机或手机)之间的SMS通讯,本文基于SoC技术将8051微控制器核集成于电子镇流器芯片中,以完成对GSM Modem模块的控制;将采集到的电子镇流器芯片的内部工作状态数据以SMS方式传输至上位机;同时8051微控制器核也可以通过控制GSM Modem接收来自上位机的控制信号和指令,来完成对照明电器驱动功率的智能管理和调节,以实现科学有效的节能控制,既可以进行不同区域、位置的开关灯控制,也可以根据不同的季节、时段光照度的不同调节照明强度以达到节电的目的。
本文大致分为三部分工作。首先,本项目在基于SoC IP复用的集成电路设计流程和设计方法基础上,研究了DW8051 IP软核,及其IP集成方法。同时,根据本项目的设计需要,为DW8051 IP软核开发了ROM、RAM和时钟管理等模块。本项目在这些模块与DW8051软核的基础上,实现了用于控制SMS通讯的8051微控制器核的SoC原型,并在FPGA开发板上完成了验证。
第二步,本项目在对AT指令的使用和对SMS的控制及收发研究的基础上,对8051微控制器核与上位机之间的通讯程序进行了开发,完成了通过8051微控制器核对TC35GSM Modem的控制进行SMS数据接收和发送,实现了电子整流器芯片与上位机之间的双向通讯功能。
最后,本项目在FPGA开发平台上,基于8051微控制器核、GSM Modem模块和SMS通讯程序开发了电子整流器通讯控制模块的SoC设计原型和开发测试环境,在8051微控制器IP软核中运行GSM SMS通讯程序,控制GSM Modem的通信。经过对设计原型与上位机之间的SMS通讯测试,完成了对SoC原型的软硬件协同验证,很好的实现了预定的目标,设计开发的SoC原型与上位机之间的SMS通讯稳定、可靠。