翻新时间:2023-01-27
LED光输出结构研究的进展-LED技术论文(1)
1、引言 智能照明系统在智能办公大厦、现代化建筑中的研究运用较多,而对于教学楼的研究运用却很少,导致传统的照明系统目前仍被广泛使用,其基本结构是动力线根据设备控制需求进行分线,用手动开关直接控制电源,不存在控制信息流的概念。本文探讨基于CAN/LIN总线的智能照明系统,实现对整个系统的集中管理,降低系统的管理费用。
采用可调光电子镇流器恒照度控制,充分利用日光,真正实现了合理节能,为学生营造舒适的学习环境;灯具软启动,延长使用寿命,减少了系统的运行费用。 CAN网络(Controller Area Network)是一种架构开放、广播式的新一代网络通信协议。
CAN推出之初是用于汽车内部测量和执行部件之间的数据通信。能够以较低的成本、较高的实时处理能力在强电磁干扰环境下可靠地工作。
LIN 总线是一种低成本的串行通讯网络,目标是为现有汽车网络(例如CAN总线)提供辅助功能。在不需要类似CAN的高端汽车总线的带宽和多功能的场合,使用 LIN总线可以大大节省成本。
在LIN实现的系统中,通常将模拟信号量用数字信号量替换,这将使总线性能得到优化。因此,CAN/LIN总线很快由最初的汽车行业扩展到工业控制领域。
2、系统设计 本系统干线采用CAN总线,支线采用LIN总线。CAN总线具有很高的可靠性,高速、长距离传输,开发系统廉价,其特有的多主传送方式,可以使各个分机(节点)根据需要自主发送数据,无需主机不停地轮询,节省网络上的数据流量,传输效能高。
CAN总线的上述性能都已固化在CAN总线处理芯片之中,使用极为方便。LIN总线基于通用UART接口,几乎所有微控制器都具备LIN必需的硬件,网络采用极少的信号线(一根12V信号总线和一个无固定时间基准的节点同步时钟线),设备硬件成本低。
数字化可调光电子镇流器智能照明系统实现的功能:
(1)分散控制:将控制功能分散给系统每一个子控制器;
(2)全自动调光:使照明系统工作在全自动状态,系统可设定若干个状态,这些状态会按预先设定的时间相互自动切换,并将照度自动调整至最佳的工作水平。
(3)在每个控制终端面板上均可观察到本单元灯的亮灭状态;
(4)自锁:若停电,来电后所有的灯均保持熄灭状态;
(5)自动控制与人为干预相结合,现场设置开关,方便操作;
(6)可在监控室实现对整个照明系统的监测管理; 2.1 硬件设计 CAN/LIN总线控制系统示意参见图1:图1 CAN/LIN总线控制示意图
(1) 系统单元:PC机(带CAN接口卡)、系统电源、每层楼的子监控单元(51单片机8LPC90
2)、各教室终端控制器(51单片机8LPC90
2)。PC 机作为主控制器,向各个子单元发布和接受信息,对整个照明系统进行监控,并负责恒照度控制的逻辑运算。
子监控单元主要负责通讯转接,在其与CAN总线接口处加CAN/LIN总线网关进行数据转换。
(2) 输入单元:单/双/四键开关、室外/室内红外线感应器、照度传感器、光电感应器、辅助输入单元,它们均作为教室控制器的的信号源,LIN总线上的终端控制器地址编号通过拨码开关设定,其主要负责信号采集和存储及响应总线要求发布信息,同时,对采集的信号进行简单的判断,以决定各输出单元的工作状态。终端控制单片机采用LIN收发器来接受发布信号,内部信号采集采用循环扫描,时实更新的方法。
(3) 输出单元:单/双/四/十二路等继电器、四/八路调光器、四路模拟输出单元。
(4) 教学楼楼道作为一个终端子单元开对待,利用红外线传感器作为输入,调用主控机最近一次照度计算值来判断,不单独安装照度传感器。 2.2 软件设计 LIN总线上单片机的控制程序框图(图2所示):图2 终端控制器程
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