嵌入式技术在电子通信节能中的应用研究

马杰

广东南方通信建设有限公司 广东广州 510000

1 嵌入式电子通信设备节能控制系统设计

1.1 系统整体架构设计

嵌入式电子通信设备节能控制系统包括应用端、终端、控制端和传输端，其整体架构如图1所示。该系统的终端负责嵌入式数据的统计、解析和通信，它的主要部件为网关服务器；应用端主要负责嵌入式电子通信设备的监控和分析；控制端依据嵌入式理论，采用软硬件相结合的控制方式，实现嵌入式电子通信设备的高效节能；传输端负责数据的传输[1]。

图1 系统整体架构图

1.2 传输端设计

传输端在嵌入式电子通信设备节能控制系统中是核心部分，它接收网关服务器利用传输控制协议与应用端传输的数据，采用RS488总线与控制端连接，网关服务器是应用端、终端、控制端和传输端的通信枢纽。

1.3 节能控制

执行电路设计节能控制执行电路是控制端的核心，负责电子通信设备的节能控制，它包括STC89C57RC单片机、继电器和单相稳定继电器。继电器能够隔离单片机和单相稳定继电器，保护单片机，同时启动单相稳定继电器的运行，并设置单相稳定继电器的监控指示器。电路采用DC-ACSSR-73FB清零型单相稳定继电器控制电压和电流，节能控制执行电路的电压是DC3-30V，电流是4-12mA，额定工作电压是AC22-360V，额定最大工作电流是53A。

2 实验分析

2.1 节能效果分析

为验证本文系统的节能效果，实验对比分析本文系统、分布式管理节能控制系统和基于通信协议的节能控制系统的节能效果。选取3台电子通信设备作为实验对象，令3台设备正常工作36h并记录实际能耗，节能控制前设备1，2，3在36h的实际总能耗分别为5.8424kW·h，45.2kW·h，1107.5kW·h。

将3个节能控制系统分别应用在3台设备上，并完成36h的节能控制，得到瞬时能耗实验结果如图2所示。由图2可以看出，设备1在时间为24h时，本文系统的瞬时能耗是108W，另外两个系统的瞬时能耗分别是116W和135W。

另外设备2和设备3同理，应用本文系统的设备瞬时能耗曲线，一直处于另外两个系统设备瞬时能耗曲线的下方，说明本文系统的节能效果明显高于其他两个系统。由于曲线图仅仅展现出系统的瞬时能耗，对于电子通信设备的整体节能效果描述不清晰，因此将图中数据要进行总结。

设备1通过本文系统节能控制后的能耗为4.8335kW·h，经其他两个系统节能控制后的能耗分别为5.0871kW·h和5.5163kW·h，与节能控制前设备1的能耗5.8424kW·h相比，本文系统控制后的能耗显著降低，另外两个系统的节能效果不高；同理，设备2，3在本文系统控制后的能耗分别为32.6kW·h，968.4kW·h，较节能控制前有大幅降低。由此可见，本文系统在实际应用中可将电子通信设备的能耗降低到额定功率之下，证明本文系统具有较高的节能效果[2]。

图2 不同电子通信设备节能控制成果曲线图

2.2 系统性能分析

为验证本文系统的节能控制能力，对比分析本文系统和传统组合式补偿节能控制系统的节能控制性能，在不同阻性负载下的节能控制输出电压情况。

在负载电流不断增加的情况下，本文系统的输出电压一直保持在220V，而传统组合式补偿节能控制系统的输出电压随着负载电流的增加无规律的不断变化，无法维持在固定值。由此说明，本文系统能够在不同负载条件下输出平稳电压。

当直流母线电压不断变化时，本文系统的交流输出电压始终为220V，此时传统组合式补偿节能控制系统的交流输出电压随着直流母线电压的增加而不断增加，从227V一直增加至261V，这在实际应用中存在较大安全隐患。由此可知，本文系统在直流母线电压不稳定时，依旧可以将交流输出电压控制在稳定值，提高了实际应用中的安全系数。

本文系统的总谐波失真量最高为10.6V，最低为4.2V；另外两个系统的最高总谐波失真量分别为12V，11.6V，最低分别为6.3V，5.5V。由此可知，本文采用嵌入式技术设计的电子通信设备节能控制系统，具有较好的谐波抑制效果，总谐波失真量较低[3]。

3 结语

实验结果表明，所设计的系统节能控制后的设备能耗为4.8335kW·h，较节能控制前的设备能耗5.8424kW·h相比有大幅降低，节能效果显著；在不同负载电流下，本文系统的输出电压一直保持在220V，系统性能稳定。