嵌入式技術在電子通信節能中的應用研究

馬杰

廣東南方通信建設有限公司 廣東廣州 510000

1 嵌入式電子通信設備節能控制系統設計

1.1 系統整體架構設計

嵌入式電子通信設備節能控制系統包括應用端、終端、控制端和傳輸端，其整體架構如圖1所示。該系統的終端負責嵌入式數據的統計、解析和通信，它的主要部件為網關服務器；應用端主要負責嵌入式電子通信設備的監控和分析；控制端依據嵌入式理論，采用軟硬件相結合的控制方式，實現嵌入式電子通信設備的高效節能；傳輸端負責數據的傳輸[1]。

圖1 系統整體架構圖

1.2 傳輸端設計

傳輸端在嵌入式電子通信設備節能控制系統中是核心部分，它接收網關服務器利用傳輸控制協議與應用端傳輸的數據，采用RS488總線與控制端連接，網關服務器是應用端、終端、控制端和傳輸端的通信樞紐。

1.3 節能控制

執行電路設計節能控制執行電路是控制端的核心，負責電子通信設備的節能控制，它包括STC89C57RC單片機、繼電器和單相穩定繼電器。繼電器能夠隔離單片機和單相穩定繼電器，保護單片機，同時啟動單相穩定繼電器的運行，并設置單相穩定繼電器的監控指示器。電路采用DC-ACSSR-73FB清零型單相穩定繼電器控制電壓和電流，節能控制執行電路的電壓是DC3-30V，電流是4-12mA，額定工作電壓是AC22-360V，額定最大工作電流是53A。

2 實驗分析

2.1 節能效果分析

為驗證本文系統的節能效果，實驗對比分析本文系統、分布式管理節能控制系統和基于通信協議的節能控制系統的節能效果。選取3臺電子通信設備作為實驗對象，令3臺設備正常工作36h并記錄實際能耗，節能控制前設備1，2，3在36h的實際總能耗分別為5.8424kW·h，45.2kW·h，1107.5kW·h。

將3個節能控制系統分別應用在3臺設備上，并完成36h的節能控制，得到瞬時能耗實驗結果如圖2所示。由圖2可以看出，設備1在時間為24h時，本文系統的瞬時能耗是108W，另外兩個系統的瞬時能耗分別是116W和135W。

另外設備2和設備3同理，應用本文系統的設備瞬時能耗曲線，一直處于另外兩個系統設備瞬時能耗曲線的下方，說明本文系統的節能效果明顯高于其他兩個系統。由于曲線圖僅僅展現出系統的瞬時能耗，對于電子通信設備的整體節能效果描述不清晰，因此將圖中數據要進行總結。

設備1通過本文系統節能控制后的能耗為4.8335kW·h，經其他兩個系統節能控制后的能耗分別為5.0871kW·h和5.5163kW·h，與節能控制前設備1的能耗5.8424kW·h相比，本文系統控制后的能耗顯著降低，另外兩個系統的節能效果不高；同理，設備2，3在本文系統控制后的能耗分別為32.6kW·h，968.4kW·h，較節能控制前有大幅降低。由此可見，本文系統在實際應用中可將電子通信設備的能耗降低到額定功率之下，證明本文系統具有較高的節能效果[2]。

圖2 不同電子通信設備節能控制成果曲線圖

2.2 系統性能分析

為驗證本文系統的節能控制能力，對比分析本文系統和傳統組合式補償節能控制系統的節能控制性能，在不同阻性負載下的節能控制輸出電壓情況。

在負載電流不斷增加的情況下，本文系統的輸出電壓一直保持在220V，而傳統組合式補償節能控制系統的輸出電壓隨著負載電流的增加無規律的不斷變化，無法維持在固定值。由此說明，本文系統能夠在不同負載條件下輸出平穩電壓。

當直流母線電壓不斷變化時，本文系統的交流輸出電壓始終為220V，此時傳統組合式補償節能控制系統的交流輸出電壓隨著直流母線電壓的增加而不斷增加，從227V一直增加至261V，這在實際應用中存在較大安全隱患。由此可知，本文系統在直流母線電壓不穩定時，依舊可以將交流輸出電壓控制在穩定值，提高了實際應用中的安全系數。

本文系統的總諧波失真量最高為10.6V，最低為4.2V；另外兩個系統的最高總諧波失真量分別為12V，11.6V，最低分別為6.3V，5.5V。由此可知，本文采用嵌入式技術設計的電子通信設備節能控制系統，具有較好的諧波抑制效果，總諧波失真量較低[3]。

3 結語

實驗結果表明，所設計的系統節能控制后的設備能耗為4.8335kW·h，較節能控制前的設備能耗5.8424kW·h相比有大幅降低，節能效果顯著；在不同負載電流下，本文系統的輸出電壓一直保持在220V，系統性能穩定。