教學(xué)樓智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

1、教學(xué)樓智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要： 改革開放30 多年來，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了高速發(fā)展的快車道，與此同時(shí)對(duì)于能源的依賴程度也越來越高，能源短缺和環(huán)境污染形勢(shì)嚴(yán)峻。當(dāng)前國(guó)家對(duì)高校教育非常重視投入了大量的資金，但是我們發(fā)現(xiàn)高校中教室照明用電浪費(fèi)現(xiàn)象非常嚴(yán)重。常常出現(xiàn)“長(zhǎng)明燈”，所以在黨中央號(hào)召節(jié)能減排的大背景下進(jìn)行教學(xué)樓智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究有非常重要的研究意思和經(jīng)濟(jì)效益。本文詳細(xì)研究了大學(xué)教室的使用特點(diǎn)和照明需求及存在的問題, 提出了一種網(wǎng)絡(luò)化的教室照明智能控制系統(tǒng)，利用CAN 總線和以太網(wǎng)技術(shù)和中控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)給出了教室照明控制器和上位機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法, 在此基礎(chǔ)上, 在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)了調(diào)試。針對(duì)教

2、室的具體功能設(shè)計(jì)了一鍵開關(guān)、人多、人少和放PPT 等控制模式。還為教室的控制增加了無線控制模塊，使得教室照明控制的方法更加的多樣化和靈活化。對(duì)自習(xí)室主要是利用光照度傳感器和人體感應(yīng)器實(shí)現(xiàn)照明的自動(dòng)控制功能。對(duì)于樓道走廊和洗手間這類不需要長(zhǎng)時(shí)間開燈的地方利用光照度傳感器和人體感應(yīng)器實(shí)現(xiàn)當(dāng)光照度不足且有人經(jīng)過時(shí)才將燈打開，在離開后燈自動(dòng)關(guān)閉。有效杜絕了高校教室照明用電的浪費(fèi)現(xiàn)象。關(guān)鍵詞： 智能照明；CAN 總線；以太網(wǎng)；上位機(jī)監(jiān)控；遠(yuǎn)程集成Teaching building design of intelligent lighting controlsystemAbstract： In the p

3、ast 30 years of reform and opening up, China's socio-economic into the high-speed development of the fast lane at the same time for the increasingly high level of energy dependence, energy shortage and environmental pollution situation is grim. The current state of Higher Education attaches grea

4、t importance to put a lot of money, but we found that colleges and universities in classroom waste of electricity for lighting is very serious. Often "long light", in the context of the CPC Central Committee called on energy saving the teaching building intelligent lighting control system

5、design study has a very important meaning and economic benefits.In this paper, a detailed study of the university classroom use features and lighting needs and problems in a networked classroom lighting intelligent control system using CAN bus and Ethernet technology and in the control experiment pl

6、atform classroom lighting controller and host computer system design, on this basis, achieved in the lab debugging. A key switch is designed for the specific function of the classroom, many people, and put the PPT control mode. Wireless control module for control of the classroom, classroom lighting

7、 control more diverse and flexible. Study room light sensor and human sensor lighting automatic control functions. Such corridor corridors and toilets do not need a long time to turn on the lights using the light sensor and human body sensor when the illumination is insufficient and someone passes b

8、efore the lights on, in the left rear light automatically shut down. Effectively put an end to the college classroom lighting electricity waste.Key words: Intelligent Lighting ； CAN bus; Ethernet; host computer monitoring; remote integrated摘要 IAbstract II第 1 章緒論 11.1 選題背景 11.1.1 國(guó)內(nèi)用電緊缺與“節(jié)約型社會(huì)”的提出 11

9、.1.2 當(dāng)前高校教室照明的主要控制方法與電力的浪費(fèi) 11.2 智能照明控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 21.3 教學(xué)樓智能照明選題意義 21.4 本論文的主要研究?jī)?nèi)容 3第 2章智能照明控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)分析 52.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案 52.1.1 利用以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)區(qū)域化控制 52.1.2 利用 CAN 總線將各個(gè)智能照明控制模塊連接 62.2 上課教室系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 72.3 自習(xí)室系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 82.4 走廊與洗手間系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 92.5 上位機(jī)監(jiān)控面板設(shè)計(jì) 9第 3 章智能照明控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 103.1 數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì) 103.1.1 室內(nèi)光照度采集 103.1.2 室內(nèi)人體感應(yīng) 133.2

10、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)光模塊 163.3 無線控制模塊 183.3.1 無線發(fā)射模塊 183.3.2 無線接收模塊 18第 4 章智能照明控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 204.1 算法控制 204.1.1 算法流程圖 204.1.2 照明控制算法 204.2 軟件介紹 214.2.1 OptiVIEW 214.2.2 OPC 214.2.3 程序語言 214.3 監(jiān)控畫面設(shè)計(jì) 224.3.1 數(shù)據(jù)連接 224.3.2 新建工程項(xiàng)目 224.3.3 添加窗口 224.3.4 PLC與 OPC數(shù)據(jù)連接 224.4 教室智能照明控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 234.4.1 模式設(shè)計(jì) 234.4.2 燈的增亮、減亮設(shè)計(jì) 254.4.3

11、人體感應(yīng)和光照度復(fù)合功能軟件設(shè)計(jì) 264.4.4 無線模塊場(chǎng)景化設(shè)計(jì) 274.5 走廊與洗手間控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) 294.6 遠(yuǎn)程集成控制 30第 5 章實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 325.1 上位機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 325.2 遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果 32結(jié)論 33致謝 34參考文獻(xiàn) 35第 1 章 緒論1.1 選題背景1.1.1 國(guó)內(nèi)用電緊缺與“節(jié)約型社會(huì)”的提出進(jìn)入二十一世紀(jì)能源與環(huán)境的問題越來越受到各國(guó)家的重視。如果說環(huán)境是人們賴以生存的基礎(chǔ)，那么能源就是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力之源。而電力正因?yàn)槠淝鍧?、高效、方便傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)越來越受到人們的青睞。改革開放30 多年來，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了高速發(fā)展的快車道，與此同時(shí)對(duì)于

12、能源的依賴程度也越來越高，能源短缺和環(huán)境污染形勢(shì)嚴(yán)峻。雖然近年來，我國(guó)的電力建設(shè)取得了很大發(fā)展，但是我國(guó)現(xiàn)在依然面臨著電力供應(yīng)不足與能源短缺問題。最近幾年一到夏季與冬季電力供應(yīng)問題就會(huì)占據(jù)各大媒體的頭條，也因?yàn)殡娏?yīng)問題與百姓生活息息相關(guān)總是時(shí)時(shí)刻刻牽動(dòng)各方的心。拉閘限電、錯(cuò)峰用電的新聞比比皆是，特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較迅速的長(zhǎng)三角、珠三角地區(qū)缺電已經(jīng)常態(tài)化了。正是在這種情況之下黨中央國(guó)務(wù)院高瞻遠(yuǎn)矚地提出了建設(shè)“節(jié)約型社會(huì)主義國(guó)家”。1.1.2 當(dāng)前高校教室照明的主要控制方法與電力的浪費(fèi)高校教室的照明用電占到了整個(gè)用電量的65%-75%1, 其實(shí)這個(gè)比例完全可以降低，就看照明控制的效果。當(dāng)前高校的

13、照明控制主要有三種：第一種，完全靠學(xué)生的自覺性由學(xué)生自己來控制照明的開關(guān)以及開關(guān)多少的燈。第二種， 由專人負(fù)責(zé)照明的開關(guān)。第三種，采用聲、光控制照明設(shè)備的開關(guān)。第一種方法電力浪費(fèi)最為嚴(yán)重，由于學(xué)生的節(jié)電意識(shí)不同導(dǎo)致了自習(xí)室常常出現(xiàn)這種情況，人已經(jīng)都走完了但教室的燈都還亮著或者是一個(gè)教室中明明只有一兩個(gè)同學(xué)在學(xué)習(xí)但是卻把所有的燈都打開了，白天依然存在著嚴(yán)重的電力浪費(fèi)現(xiàn)象，白天光照度充足但還是有相當(dāng)一部分教室的燈是開著的。第二種方法雖然較之第一種已經(jīng)有了很大程度的提高，但是第二種方法依然存在著很多不足的地方，比如不能夠?qū)崿F(xiàn)人離開隨即關(guān)燈，必須等管理員知道這個(gè)教室人都走完了才能實(shí)現(xiàn)燈得關(guān)閉，專人負(fù)責(zé)

14、燈得照明不僅增加了管理員的工作量也增加了學(xué)校的運(yùn)行成本。第三種方法在節(jié)能方面做出了表率但是還不夠只是在樓道和洗手間實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的功能應(yīng)該最大化地發(fā)揮第三種方法。1.2 智能照明控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀目前國(guó)內(nèi)幾種常見的照明控制系統(tǒng)有以下幾種:1. Dynalite 智能照明控制系統(tǒng)該系統(tǒng)主要由調(diào)光模塊、開關(guān)模塊、制面板、液晶顯示觸摸屏、智能傳感器、編程插口、時(shí)鐘管理器、手持式編程器和PC 監(jiān)控機(jī)等部件組成。采用DyNet 網(wǎng)絡(luò)連接 , DyNet 是一個(gè)分布式智能化網(wǎng)絡(luò), 使用 RS-485通訊協(xié)議。系統(tǒng)的工作原理是: 控制模塊由微處理器控制, 所有控制部件均互連在DyNet 網(wǎng)絡(luò)上 , 網(wǎng)絡(luò)上每一個(gè)裝

15、置內(nèi)的存貯器均存有操作所需的全部指令。用戶利用控制面板按鍵選擇一個(gè)預(yù)置場(chǎng)景是一種最簡(jiǎn)單的控制方式。每個(gè)調(diào)光器可以預(yù)置96 個(gè)場(chǎng)景。利用時(shí)鐘控制器也是一種常見的照明控制方式。另一常用設(shè)備是通用傳感器, 其由動(dòng)靜控測(cè)遠(yuǎn)紅外跟蹤、光度檢測(cè)光電管和用于遙控的接收器組成。2. C-Bus 智能照明控制系統(tǒng)C-Bus系統(tǒng)是 1994年由澳大利亞奇勝電氣公司開發(fā)的, 現(xiàn)已廣泛用于很多國(guó)家和地區(qū)。 C-Bus 系統(tǒng)是一個(gè)二線制的總線型式的智能控制系統(tǒng), 主要用于對(duì)照明系統(tǒng)的控制。也可用于消防等系統(tǒng)中的聯(lián)動(dòng)控制, 系統(tǒng)所有的單元器件（ 除電源外） 均內(nèi)置微處理器和存儲(chǔ)單元, 由一對(duì)信號(hào)線（ 雙絞線 ） 連接成網(wǎng)

16、絡(luò)。每個(gè)單元均設(shè)置唯一的單元地址并用軟件設(shè)定其功能, 通過輸出單元控制各回路負(fù)載。輸入單元通過群組地址和輸出組件建立對(duì)應(yīng)聯(lián)系。當(dāng)有輸入時(shí), 輸入單元將其轉(zhuǎn)變?yōu)镃-Bus信號(hào)在 C-Bus系統(tǒng)總線上廣播, 所有的輸出單元接收并做出判斷, 控制相應(yīng)回路輸出。控制方式包括場(chǎng)景控制、定時(shí)控制、紅外線傳感器控制、就地控制、集中開關(guān)控制和集中調(diào)光控制、群組組合控制、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)及廣域控制。3. ABB i-bus EIB 智能安裝系統(tǒng)EIB 智能系統(tǒng)由總線、總線電源、智能傳感器（光線傳感器、模糊開關(guān)、時(shí)間控制器、 移動(dòng)傳感器）、 智能開關(guān)驅(qū)動(dòng)器和其他智能元件（邏輯模塊總線禍合器）構(gòu)成。 它是典型的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)

17、,每個(gè)元件就是一個(gè)節(jié)點(diǎn),這些節(jié)點(diǎn)連接在一根2 芯雙絞線介質(zhì)的總線上,不分主從隸屬關(guān)系實(shí)現(xiàn)相互之間的通訊從而實(shí)現(xiàn)控制和被控制1-3。1.3 教學(xué)樓智能照明選題意義針對(duì)目前高校教學(xué)樓照明控制系統(tǒng)智能化程度不足的現(xiàn)狀，以提高教室照明設(shè)備控制的自動(dòng)化為目的，有必要開發(fā)一套功能比較完善的教學(xué)樓智能照明控制系統(tǒng)。教學(xué)樓的智能照明系統(tǒng)控制系統(tǒng)符合現(xiàn)今 “建設(shè)節(jié)約型社會(huì)”的大形勢(shì)，能在一定程度上減輕用電緊張的問題，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。教學(xué)樓智能照明控制系統(tǒng)研究的具體意義如下：1、提高教學(xué)樓智能化管理水平：智能照明控制系統(tǒng)的使用，能大大提高教學(xué)樓的智能化管理水平，使其管理更加現(xiàn)代化，更加科學(xué)化。2、節(jié)約

18、電力資源，降低成本：采用智能照明控制系統(tǒng)，能降低照明設(shè)備的電力消耗，節(jié)約電能，減少學(xué)校電費(fèi)開支，降低運(yùn)營(yíng)成本。3、構(gòu)成智能樓宇的一部分：照明控制系統(tǒng)的智能化是智能化樓宇的一部分，它既能獨(dú)立運(yùn)行，自動(dòng)控制照明設(shè)備，也可以與其他子系統(tǒng)聯(lián)接，組成完整的樓宇智能化系統(tǒng)。1.4 本論文的主要研究?jī)?nèi)容本論文在分析智能照明控制系統(tǒng)的發(fā)展背景和目前國(guó)內(nèi)幾種常見的照明控制系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，提出了應(yīng)用于大學(xué)教學(xué)樓的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并且設(shè)計(jì)了上位機(jī)控制系統(tǒng)方便管理，和現(xiàn)場(chǎng)控制的無線模塊并且將無線模塊事先進(jìn)行場(chǎng)景化。除此之外本智能照明控制系統(tǒng)的最大特點(diǎn)就是將光照度傳感器和人體感應(yīng)器綜合利用起來， 實(shí)現(xiàn)了教室燈的

19、及時(shí)地開關(guān)，最大限度地減少浪費(fèi)帶來的損耗。論文共分為五個(gè)章節(jié)來闡述智能照明控制系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案，具體內(nèi)容如下：第 1 章 主要研究了智能照明的發(fā)展背景，和現(xiàn)在主要的幾種照明控制系統(tǒng)。并且根據(jù)大學(xué)教室的照明浪費(fèi)現(xiàn)象和黨中央號(hào)召節(jié)能減排的基礎(chǔ)之上提出了智能照明應(yīng)用性上的必要性。第 2 章 首先，簡(jiǎn)述一下整個(gè)智能照明控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架和總體的設(shè)計(jì)思路，然后，再具體地分析上課教室、自習(xí)教室、走廊與洗手間的設(shè)計(jì)框架與設(shè)計(jì)思路。最后，就是上位機(jī)人際友好界面的設(shè)計(jì)思路的簡(jiǎn)述。第 3 章 圍繞第二章所需要實(shí)現(xiàn)的功能對(duì)照明控制系統(tǒng)進(jìn)行硬件的設(shè)計(jì)與布局，包括聲控模塊、無線模塊、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)光模塊，重點(diǎn)是研究光照度傳感

20、器和人體感應(yīng)器的設(shè)計(jì)與布局。第 4 章 圍繞第二章所需要實(shí)現(xiàn)的功能對(duì)照明控制系統(tǒng)各個(gè)模塊進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。包括上位機(jī)各個(gè)按鈕所要實(shí)現(xiàn)功能的程序編寫、光照度傳感器和人體感應(yīng)傳感器相互配合的使用的程序編寫、無線場(chǎng)景化接受模塊與發(fā)射模塊的程序編寫，還有遠(yuǎn)程集成控制的實(shí)現(xiàn)。第 5 章 在實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，分析數(shù)據(jù)，并驗(yàn)證控制策略的可行 性。并總結(jié)全文的研究工作和在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)，指出系統(tǒng)還需要完善的部分。第 2 章 智能照明控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)分析2.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案考慮教室的智能照明節(jié)能，改進(jìn)照明系統(tǒng)的運(yùn)行，主要應(yīng)關(guān)注兩個(gè)方面，合理利用自然光作為輔助光源和根據(jù)教室內(nèi)人數(shù)有效開啟燈具的數(shù)量

21、，這樣能夠在保證照明質(zhì)量的同時(shí)有效避免能源的浪費(fèi)3 。 充分地利用自然光找到自然光與燈具開啟的最佳平衡狀態(tài)能夠減少能源的損耗并且也保證了采光質(zhì)量不會(huì)受到影響。根據(jù)大學(xué)教室的實(shí)際使用類型有兩種，一種是學(xué)生的自習(xí)教室，另一種是上課的教室。 因此要設(shè)計(jì)一種兼顧了個(gè)別燈具的單獨(dú)調(diào)光功能也要實(shí)現(xiàn)集中的調(diào)光與場(chǎng)景化。智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)該包括CPU 控制模塊、開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊、調(diào)光驅(qū)動(dòng)模塊、信號(hào)檢測(cè)模塊、 無線接收模塊、無線控制面板、擴(kuò)展通訊模塊、房間控制模塊、智能傳感器、系統(tǒng)編程軟件和計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件等部件組成。智能照明控制系統(tǒng)整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2-1。調(diào)光驅(qū)動(dòng)模塊調(diào)光驅(qū)動(dòng)模塊CAN總線信號(hào)檢測(cè)模塊無線接 收模

22、塊光照度傳感器2-1 智能照明控制系統(tǒng)整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.1.1 利用以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)區(qū)域化控制以太網(wǎng) ( Ethernet)指的是由Xerox公司創(chuàng)建并由Xerox、 Intel 和 DEC 公司聯(lián)合開發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范，是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)絡(luò)使用 CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問及沖突檢測(cè))技術(shù)，并以10M/S 的速率運(yùn)行在多種類型的電纜上。不論是無論是10M 、 100Mbit/s 還是吉比特以太網(wǎng)，由于信噪比、碰撞檢測(cè)、可用帶寬等原因傳輸距離都是100m。所以很難得到在其他大領(lǐng)域的應(yīng)用。為了適應(yīng)高帶寬的要求和更長(zhǎng)傳輸距離的要求, 10GE 對(duì) 原來的以太網(wǎng)技術(shù)也做

23、了很大的改進(jìn)，主要表現(xiàn)在物理層實(shí)現(xiàn)方式、幀格式和MAC 的工作速率及適配策略方面。10GE 只在光纖上工作，并只能在全雙工模式下操作，這意味著不必使用沖突探測(cè)協(xié)議， 因此它本身沒有距離限制, 使局域網(wǎng)的傳輸距離最大達(dá)到了40KM， 使得以太網(wǎng)的更大的應(yīng)用空間。網(wǎng)絡(luò)化的控制方式可以讓管理員在運(yùn)行管理上位機(jī)實(shí)時(shí)地得到控制現(xiàn)場(chǎng)的信息,并以此作為控制的依據(jù)。從教學(xué)樓的整體出發(fā), 同時(shí)也可以依據(jù)教室用途及教學(xué)樓的整體環(huán)境 , 比如 : 可以根據(jù)教學(xué)樓里正常上課、自習(xí)、集中考試和假期等不同階段, 對(duì)所有的照明燈具采取綜合調(diào)控, 實(shí)現(xiàn)較好的照明控制和節(jié)能效果。這樣就實(shí)現(xiàn)了整個(gè)教學(xué)樓的照明都可以通過一臺(tái)運(yùn)行控

24、制管理計(jì)算機(jī)控制。2.1.2 利用 CAN 總線將各個(gè)智能照明控制模塊連接各個(gè)樓層的控制模塊如：電源模塊、CPU 模塊、調(diào)光驅(qū)動(dòng)模塊、和信號(hào)檢測(cè)模塊都采用CAN 總線方式連接，CAN 總線是 ISO 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議。由于CAN 數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性，其應(yīng)用范圍擴(kuò)展到了機(jī)械工業(yè)、機(jī)器人、家用電器及傳感器等領(lǐng)域。CAN 總線能夠以較低的成本、較高的實(shí)時(shí)處理能力在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下工作，已成為工業(yè)數(shù)據(jù)通信的主流技術(shù)之一11。 CAN 總線的主要技術(shù)特點(diǎn)如下：（ 1） CAN 總線上任意節(jié)點(diǎn)均在任意時(shí)刻主動(dòng)地向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)起通信，節(jié)點(diǎn)不分主從，通信方式靈活12。（ 2）將CA

25、N 總線上的節(jié)點(diǎn)信息，按對(duì)實(shí)時(shí)性要求的緊急程度，分成不同的優(yōu)先級(jí)，最高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)可在最多134 s 內(nèi)得到傳輸，以滿足控制的通信需要13。（ 3）采用載波監(jiān)聽多路訪問、逐位仲裁的非破壞性總線仲裁技術(shù)。（ 4）只需通過報(bào)文濾波便可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一對(duì)多等幾種方式傳輸數(shù)據(jù)，無需專門的“調(diào)度”。（ 5）設(shè)有出錯(cuò)檢測(cè)、標(biāo)定和自檢的強(qiáng)力措施，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率低。（ 6） CAN 直接通信距離最遠(yuǎn)就可達(dá)10km（速率小于5Kb/s） ，最高通信速率為1Mb/s（ 此時(shí)通信距離為40m） 。電源模塊主要給CPU模塊和CAN 總線功能模塊供電，該模塊的輸入電源是市電AC220V，輸出電源為DC24V。 LC313-1

26、模塊是智能照明控制系統(tǒng)的CPU模塊，可以通過 CAN 總線使用CANopen協(xié)議（主要采用DS-401規(guī)范）下掛14個(gè) I/O模塊。與上位機(jī)連接通過10M/100Mbps以太網(wǎng)。另外，該模塊還帶有1個(gè) RS232接口、1個(gè) RS485接口（預(yù)留），可以支持Modbus協(xié)議和自由協(xié)議，1個(gè) CAN總線接口，用于跟I/O模塊通訊。本模塊可以跟其他不同廠商采用CANopen協(xié)議的I/O模塊通訊。調(diào)光驅(qū)動(dòng)模塊LA304-8 開關(guān) / 調(diào)光驅(qū)動(dòng)器用于控制帶模擬調(diào)光接口的電子鎮(zhèn)流器，接收通過CAN 總線傳來的數(shù)據(jù)，它能控制繼電器的輸出狀態(tài)和模擬量的輸出，從而達(dá)到調(diào)光和控制開關(guān)的目的。它還可以直接通過面板上

27、的按鍵來控制繼電器的輸出狀態(tài)和模擬量的輸出需軟件支持。信號(hào)檢測(cè)模塊用于將外部照度檢測(cè)和移動(dòng)偵測(cè)等傳感器信號(hào)接入，從而達(dá)到根據(jù)外部事件進(jìn)行照明控制和調(diào)節(jié)的目的。XI308為建筑照明控制系統(tǒng)中的綜合檢測(cè)模塊，作為控制系統(tǒng)的組成單元。其具有檢測(cè)0-10V電壓信號(hào)和無源開關(guān)量信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)通過CAN 總線傳送給CPU及其它模塊。可聯(lián)動(dòng)消防火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，通過消防報(bào)警系統(tǒng)所提供的無源干接點(diǎn)區(qū)域信號(hào)，切換照明系統(tǒng)。2.2 上課教室系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案上課教室因?yàn)槭褂玫臅r(shí)間都比較固定，并且燈具的開關(guān)都比較及時(shí)所以不需要進(jìn)行聲光自動(dòng)控制。但是上課教室還是有要進(jìn)行改進(jìn)與設(shè)計(jì)的地方。因?yàn)槊看紊险n的人數(shù)不同、 時(shí)

28、間不同所以燈具開關(guān)多少和亮度都不同，還有在上課的過程中燈也需要有不同的變化模式，如在放PPT時(shí)應(yīng)該將講臺(tái)的燈熄滅其他各排的燈由講臺(tái)往后依次降低亮度， 并且還可以根據(jù)需要成比例地加減亮度。當(dāng)上課人數(shù)比較多時(shí)就要求教室中的燈具全部打開并根據(jù)實(shí)際自然光的光照度增加或降低燈具的亮度。當(dāng)上課人數(shù)較少時(shí)就只打開前幾排的燈具降低電力的損耗。當(dāng)上完課后需要最簡(jiǎn)便地將所有燈都熄滅。將以上幾種情況分別作為人多模式、人少模式、放PPT模式、增減亮模式和一鍵開關(guān)模式， 作為場(chǎng)景固化在無線模塊中這樣上課時(shí)老師只需要通過遙控器就可以實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景的轉(zhuǎn)換而不需要老師來回地跑來控制教室中的燈具。手持遙控器發(fā)射315MHz頻段的

29、無線信號(hào)與無線接收模塊通信，在不同的按鍵下編寫不同的功能，可以通過遙控器按鍵實(shí)現(xiàn)照明控制系統(tǒng)的開關(guān)、調(diào)光及情景控制。無線接受器接收315MHz頻段的無線遙控?cái)?shù)據(jù)，并將已經(jīng)學(xué)習(xí)記憶過的遙控?cái)?shù)據(jù)通過 CAN-bus CANopen協(xié)議發(fā)送到調(diào)光模塊，用以控制分布式智能照明控制系統(tǒng)中負(fù)載的開關(guān)和調(diào)光。下圖2-2是無線控制面板和教室中燈的排放情況。圖 2-2 無線控制面板和教室中燈得排放位置情況2.3 自習(xí)室系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案自習(xí)教室是高校教室照明浪費(fèi)最為嚴(yán)重的地方，常常出現(xiàn)人走了燈還在亮，只有白天燈也照開不誤很少有人自覺地及時(shí)關(guān)燈針對(duì)上述問題，作出了如下的分析與方案設(shè)計(jì)：1. 為了盡最大的可能性利用自然光

30、的照明時(shí)間，減少開燈的時(shí)間和杜絕白天開采用光照度傳感器來確定什么時(shí)候開燈，并且同時(shí)確定使之達(dá)到什么樣的2. 為了杜絕高校中出現(xiàn)的“長(zhǎng)明燈”和“無人亮燈”等現(xiàn)象，減少因未能及時(shí)采用人體感應(yīng)來確定教室中有沒有人。當(dāng)教室中有人時(shí)打開“”所以， 根據(jù)上面兩條很容易得出這樣的設(shè)計(jì)方案：綜合利用光照度傳感器和人體當(dāng)光照度不足時(shí)并不會(huì)立即打開燈，只有人體感應(yīng)器檢測(cè)到了對(duì)應(yīng)的燈下有人并根據(jù)光照度傳感器的具體數(shù)據(jù)來最終確定所打開燈的亮度其他沒有感應(yīng)到人的對(duì)應(yīng)燈具則不會(huì)打開。自習(xí)室智能照明控制系統(tǒng)流程圖2-3所示。圖 2-3 自習(xí)室智能照明控制系統(tǒng)流程圖為了滿足教室控制的多元化，在教室現(xiàn)場(chǎng)也設(shè)置了調(diào)光模塊可以通過

31、按鍵調(diào)節(jié)燈得亮度，同時(shí)也可以通過上位機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.4 走廊與洗手間系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案走廊和洗手間具有人員出現(xiàn)時(shí)間的不確定性和所需要提供的照明時(shí)間短等特點(diǎn)不適合將燈一直打開，在光照度不足的情況之下并且有人經(jīng)過或者進(jìn)入才將燈打開并且在人員離開后自動(dòng)再將燈關(guān)閉。采用人體傳感器和光照度傳感器綜合使用的方法來控制。工作流程圖如圖2-4所示：圖 2-4 走廊與洗手間智能照明控制系統(tǒng)流程圖2.5 上位機(jī)監(jiān)控面板設(shè)計(jì)上位機(jī)采用PC機(jī) , 利用PC機(jī)的10/100M通訊接口，Modbus/TCP協(xié)議, 實(shí)現(xiàn)與教室照明控制器的通訊。上位機(jī)是整個(gè)教室智能照明控制系統(tǒng)的核心, 其功能是接收教室控制器所發(fā)送的現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)

32、, 通過編寫的照明控制策略程序的判斷, 給出照明控制命令 , 并發(fā)送回教室控制器, 從而控制照明燈具的開關(guān)。其系統(tǒng)軟件由VisualBasic語言開發(fā) , 后臺(tái)連接Access數(shù)據(jù)庫(kù)來存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)。通過上位機(jī)的系統(tǒng)管理員還可以遠(yuǎn)程掌握教室現(xiàn)場(chǎng)的光照度、室內(nèi)人數(shù)、燈具開關(guān)情況等。第 3 章 智能照明控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1 數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)為了對(duì)教室中的燈進(jìn)行智能照明控制，必須借助傳感器來檢測(cè)使用環(huán)境中的光照強(qiáng)度和室內(nèi)占用情況等參數(shù), 來確定燈具的開關(guān)時(shí)刻及開關(guān)位置, 以便在節(jié)能的同時(shí),為使用者提供較好的視覺舒適度。所以, 用于照明控制的數(shù)據(jù)采集模塊主要包括教室內(nèi)光照度采集和室內(nèi)人體感應(yīng)兩部

33、分。3.1.1 室內(nèi)光照度采集1. 光照度探測(cè)研究（ 1）光源在單位時(shí)間內(nèi)向周圍空間輻射出去的，并能使人眼產(chǎn)生光感的能量，稱為光通量，以符號(hào)表示，單位為lm （流明）。人眼對(duì)不同波長(zhǎng)的可見光具有不同的靈敏度，對(duì)黃綠光最敏感。人們比較幾種波長(zhǎng)不同而輻射能量相同的光時(shí)，會(huì)感到黃綠光最亮，而波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光與波長(zhǎng)較短的紫光都暗的多，因此不能直接以光源的輻射功率來衡量光能量，而要采用以人眼對(duì)光的感覺量為基準(zhǔn)的基本量光通量來衡量。常見光源的光通量見表3-1。表 3-1 常用燈源的光通量光源種類光通量/ lm光源種類光通量/lm太陽3.9×1028熒光燈20W1200月亮8× 1016熒

34、光燈40W3300蠟燭11.3熒光燈100W9000鹵鎢燈50010500汞燈25010500鈉燈60W5000汞燈400W21500白熾燈100W15700汞燈700W39500白熾燈1000W21000熒光汞燈400W210002） 光照度是指物體表面被照明的程度。, 在單位時(shí)間內(nèi)通過某一截面的光能數(shù)量, 叫光通量。光通量的數(shù)量越大, 即表示該發(fā)光體所發(fā)出的可見光就越強(qiáng)。光通量的計(jì)數(shù)單位以流明表示。照度為照射到表面一點(diǎn)處的面元上的光通量除以該面元的面積。照度的符號(hào)為E（Ev）; 單位為勒克斯（流明 /單位面積）, 符號(hào)為lx,1lx=1lm/m 2 。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:其中， 光通量，S面積

35、。1lx相當(dāng)于1m2被照面上接收到的光通量為1lm照度。在夏季陽光強(qiáng)烈的中午，地面照度約為50000lx; 在冬季的晴天，地面照度約為2000lx;而在晴朗的月夜，地面照度約為0.2lx。 對(duì)于不同的工作場(chǎng)所，根據(jù)工作特點(diǎn)和保護(hù)視力的要求，國(guó)家規(guī)定了相應(yīng)的照度值。學(xué)校建筑照明的照度標(biāo)準(zhǔn)值如表3-2所示。表 3-2 學(xué)校建筑照明的照度標(biāo)準(zhǔn)房間或場(chǎng)所參考平面及其高度照度標(biāo)準(zhǔn)值（Lx）UGRRa教室課桌面3001980實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)桌面3001980美術(shù)室桌面5001980多媒體教室0.75m 水平面3001980教室黑板黑板面500-80照度標(biāo)準(zhǔn)值表中的UGR為統(tǒng)一眩光值評(píng)價(jià)，Ra為顯色指數(shù)。其中，R

36、a值越大，光源的顯色性能越好。2 .光照度傳感器的選擇為了探測(cè)室外的光照度來確定天是否黑暗要用到光照度傳感器。光照度傳感器采用光敏探測(cè)器，將光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，再經(jīng)過運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出。光照度傳感器按其工作原理通常分為三類：一是外光電效應(yīng)元件, 此類光電轉(zhuǎn)換元件有光電管、光電倍增管等。二是內(nèi)光電效應(yīng)元件, 此類光電轉(zhuǎn)換元件有光敏電阻、光導(dǎo)管等。 三是光生伏特效應(yīng)元件, 此類光電轉(zhuǎn)換元件有光電池、光電晶體管等。光照度傳感器按其使用環(huán)境分為室內(nèi)型和室外型兩類。因?yàn)楸菊n題是要探測(cè)室外的光照度所以選用室外型的光照度傳感器。室外型LC1112傳感器采用先進(jìn)的電路模塊技術(shù)開發(fā)的變送器，用于實(shí)

37、現(xiàn)對(duì)環(huán)境光照度的測(cè)量，并限流輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)；采用硅光電池，傳感器靈敏度高產(chǎn)品外觀精美；采用了防水接頭，可以廣泛用于溫室，智能門窗，樓宇等環(huán)境的光照度測(cè)量。室外型 LC1112傳感器外形如圖3-1所示：圖 3-1 室外型LC1112光照度傳感器室外型LC1112傳感器的技術(shù)指標(biāo)如表3-3所示。表 3-3 光照度傳感器技術(shù)指標(biāo)序號(hào)技術(shù)指標(biāo)性能參數(shù)1電源DC24V2工作溫度-20 603相對(duì)濕度0-100%RH ，無凝露4傳感器感應(yīng)硅光電池5測(cè)量6測(cè)量精度± 2%7外殼材料塑料防水外殼8接線三線制9輸出4-20mA10防護(hù)等級(jí)IP6511安裝方式吸頂安裝3 . 光照度傳感器的布局現(xiàn)在的相

38、關(guān)研究中，多數(shù)文獻(xiàn)采用的方式是在室內(nèi)安裝照度傳感器來探測(cè)室內(nèi)光照度的變化，作為控制燈具開關(guān)的依據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)：當(dāng)自然光照充足時(shí)，關(guān)閉燈具當(dāng)自然光不足以滿足人們的視覺要求是, 開啟燈具。這種布局方法雖然可以近距離的探測(cè)到室內(nèi)照度的變化, 但因?yàn)楣庹斩葌鞲衅鹘邮盏牟粌H是自然光照, 也包括室內(nèi)照明燈具自身的光線, 所以探測(cè)到的是自然光和人工光的混合光。所以很容易出現(xiàn)這種情況：當(dāng)燈亮?xí)r, 傳感器會(huì)探測(cè)到光照度（ 實(shí)際為自然光和人工光的混合光照度） 充足的結(jié)果 , 引起控制器發(fā)出關(guān)燈的信號(hào), 而關(guān)燈后 , 傳感器會(huì)探測(cè)到光照度值（ 僅為自然光照度） 不充足的情況, 引起控制器發(fā)出亮燈信號(hào)。如此反復(fù), 造成

39、室內(nèi)的燈具的忽亮忽暗 , 不僅影響室內(nèi)人員的正?；顒?dòng), 而且降低了合理利用自然光實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果。解決這種情況的一種方法是在室外安裝室外光照度傳感器。根據(jù)教學(xué)樓的實(shí)際情況可知， 每個(gè)自習(xí)教室只有一邊有窗口，所以自然采光都是通過此面的窗戶采光。因此，照到窗戶上的光多少?zèng)Q定了室內(nèi)的光照度的多少，它們之間正相關(guān)。因此，將室外光照度傳感器安裝在窗戶的上邊沿并且無遮擋物，這樣就避免了上面室內(nèi)傳感器所遇到的問題。雖然， 室外傳感器采集到的數(shù)據(jù)與室內(nèi)的真實(shí)光照度有點(diǎn)偏差但是完全可以同軟件將這個(gè)差距縮小。比如，通過實(shí)驗(yàn)得知在窗外的傳感器光照度為200Lux時(shí)， 測(cè)得室內(nèi)的實(shí)際光照度為170Lux, 這樣我們就大

40、致的了解到了室外與室內(nèi)的差距，這樣在室外采得200Lux時(shí)軟件上控制燈亮度時(shí)按170Lux來處理9-10 。室外型光照度傳感器安裝布局如圖3-2所示。光照度傳感器光照度傳感器光照度傳感器光照度傳感器圖 3-2 室外型光照度傳感器的安裝布局3.1.2 室內(nèi)人體感應(yīng)室內(nèi)占用情況是決定照明燈具的開關(guān)及位置的重要依據(jù)，即需要檢測(cè)一個(gè)房間內(nèi)的被占用情況。當(dāng)室內(nèi)被占用時(shí)對(duì)應(yīng)的地方將燈開啟，沒有被占用的地方則不開啟燈。所以需要用人體感應(yīng)器來確定室內(nèi)的占用情況。1. 室內(nèi)人體感應(yīng)探測(cè)研究紅外探測(cè)的原理：人體發(fā)出的9-10 m 的紅外線通過菲涅爾濾光片增強(qiáng)后聚集在紅外感應(yīng)源上，紅外感應(yīng)元件在接收到人體紅外輻射溫

41、度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電平衡，向外釋放電荷，并經(jīng)由后續(xù)電路檢測(cè)處理后產(chǎn)生探測(cè)信號(hào)。目前， 人體檢測(cè)的方法有很多。根據(jù)普朗克定律，黑色的單色輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)和熱力學(xué)溫度T而變化的關(guān)系式為：（3-1）其中：為黑體的單色輻射強(qiáng)度（）;為普朗克第一輻射常熱（）；為普朗克第二輻射常熱（）；T 為黑體的絕對(duì)溫度。在溫度低于3000K的可見光范圍內(nèi)，一般采用維恩公式來代替式3-1，即：（ 3-2）2. 紅外人體感應(yīng)傳感器的選擇DT-7380吸頂式被動(dòng)紅外與微波復(fù)合智能型入侵探測(cè)器是采用能量堆積邏輯處理、 隨機(jī)動(dòng)態(tài)時(shí)間分割技術(shù)的數(shù)碼未處理控制功能的雙鑒探測(cè)器。外形設(shè)計(jì)新穎，線條流暢，動(dòng)態(tài)LED顯示。紅外部分采用精

42、密菲涅爾透鏡技術(shù)，提高能量接收的效率，微波部分使用先進(jìn)的平面天線微波發(fā)射，采用四重屏蔽技術(shù)，有效控制微波的探測(cè)區(qū)域，從距探測(cè)器0.5米到10米范圍內(nèi)都極強(qiáng)的靈敏度，配合先進(jìn)的能量堆積邏輯處理隨機(jī)動(dòng)態(tài)時(shí)間分割技術(shù)能使其對(duì)真正的入侵者還是其他可能引起誤報(bào)的干擾因素做出準(zhǔn)確的判斷。具有超高的探測(cè)和防誤報(bào)性能，不會(huì)對(duì)一只重量20KG的寵物或者老鼠、飛鳥等活動(dòng)引起誤報(bào)、漏報(bào)，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其他普通的被動(dòng)移動(dòng)感應(yīng)器。其探測(cè)區(qū)域測(cè)試圖如圖3-3所示：3-3 DT-7380 探測(cè)區(qū)域測(cè)試圖DT-7380的具體技術(shù)指標(biāo)如表3-4：表 3-4 DT-7380 的技術(shù)指標(biāo)序號(hào)技術(shù)指標(biāo)1探測(cè)距離：直徑10m2防寵物：

43、20KG3輸入電壓：9-16VDC4消耗電流：大約15mA/12VDC5最大覆蓋面積：10*10m6輸出：固態(tài)繼電器，無源干接點(diǎn)，常閉和常開各 1個(gè)7吸頂安裝高度：2.4-4.8 米8工作溫度：-10 -503. 紅外人體感應(yīng)傳感器的布局室內(nèi)的人數(shù)和所處位置決定了需要開燈的數(shù)量和位置, 在現(xiàn)有的照明控制的研究中 , 紅外人體感應(yīng)傳感器常用于室內(nèi)人數(shù)的統(tǒng)計(jì), 主要方法是將紅外人體感應(yīng)傳感器安裝在教室門內(nèi)外兩面, 當(dāng)人經(jīng)過門口時(shí), 出和入觸發(fā)兩個(gè)傳感器的先后順序不同, 通過該順序來判讀人體出入的不同狀態(tài), 連續(xù)探測(cè)下就能統(tǒng)計(jì)處室內(nèi)現(xiàn)有的人員總數(shù),依此作為控制開燈數(shù)量的判斷依據(jù)。這種方法在探測(cè)的基礎(chǔ)

44、上結(jié)合了人體活動(dòng)的規(guī)律, 對(duì)于小型室內(nèi)人數(shù)活動(dòng)較少的環(huán)境具有很好的效果, 但用于大學(xué)教室的人數(shù)統(tǒng)計(jì)卻有很多不足值處。因?yàn)?, 教室作為學(xué)生上課仔細(xì)的活動(dòng)場(chǎng)所, 其人員流動(dòng)量大且復(fù)雜, 同時(shí)教室的門一般較寬敞, 很容易出現(xiàn)多個(gè)人同時(shí)進(jìn)出教室的情況, 而這回嚴(yán)重影響傳感器的狀態(tài)判斷, 從而導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)人數(shù)的嚴(yán)重誤差。所以, 這種方法對(duì)于大學(xué)教室的照明控制是不可取的。為了避免上述錯(cuò)誤的出現(xiàn), 在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中, 紅外人體感應(yīng)傳感器僅作為探測(cè)室內(nèi)不同區(qū)域有無人活動(dòng)的手段, 而對(duì)于室內(nèi)人數(shù)的統(tǒng)計(jì)則采用人數(shù)預(yù)測(cè)模型的方法在每個(gè)照明燈具旁安裝紅外人體感應(yīng)傳感器, 通過在菲涅爾透鏡上加阻擋物, 將每個(gè)紅外傳感器的

45、探測(cè)范圍調(diào)整到僅燈具下方的座位區(qū)域, 且不同的燈具沒有重疊范圍。這樣 , 紅外傳感器就可以準(zhǔn)確得探測(cè)到不同區(qū)域內(nèi)是否有人體活動(dòng), 并將此信息提供給控制器和上位機(jī)系統(tǒng), 作為照明控制的一個(gè)重要判斷依據(jù)。將自習(xí)教室分為五個(gè)區(qū)域，用五個(gè)人體感應(yīng)器來控制這五個(gè)區(qū)域。自習(xí)教室的人體傳感器布局如圖3-4所示：圖 3-4 自習(xí)教室人體傳感器布局如圖所示人體傳感器燈具我們學(xué)校的自習(xí)教室長(zhǎng)1054cm寬 780cm, 座位前排到教室前墻為284cm。這樣在除了黑板的284*780cm2區(qū)域外平均安裝四個(gè)人體感應(yīng)器。每一個(gè)傳感器探測(cè)范圍大概2是 340*340 cm2。3.2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)光模塊DALI 數(shù)字式可尋址燈

46、光接口(Digita Addressahle Lighting Interface)鎮(zhèn)流器，是當(dāng)前最新型的可調(diào)光熒光燈鎮(zhèn)流器，1999年 Philips,ORSAMTridonic 等公司共同制定了 DALI 的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，納入IEC929，保證不同的制造廠生產(chǎn)的DALI設(shè)備能全部兼容。DALI 是一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議，它定義了電子鎮(zhèn)流器與設(shè)備控制器之間的通信方式，應(yīng)用 DALI 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)可以創(chuàng)建一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、操作容易、功能優(yōu)良的智能型燈光控制系統(tǒng)。DL系列DALI 調(diào)光驅(qū)動(dòng)模塊具有DALI 控制接口，能對(duì)外部DALI 調(diào)光鎮(zhèn)流器進(jìn)行控制， 從而達(dá)到對(duì)燈具進(jìn)行調(diào)光控制的目的，DALI 調(diào)

47、光驅(qū)動(dòng)模塊按型號(hào)的不同具有1、2、 4路的DALI 總線控制接口供用戶選用，每個(gè)DALI 控制接口最多可控制4組共64 個(gè)DALI 熒光燈鎮(zhèn)流器，即每組16個(gè)，共 4 組 4,5 。 DALI 調(diào)光驅(qū)動(dòng)模塊可選規(guī)格型號(hào)如表3-8。表 3-8DALI調(diào)光驅(qū)動(dòng)模塊可選規(guī)格型號(hào)序號(hào)型號(hào)規(guī)格安裝位置及方式1DL301-11路 DALI 總線控制接口，可控制16個(gè) DALI 熒光燈器；安裝方式：箱體內(nèi)DIN35 導(dǎo)軌安裝；安裝位置：合理安裝于照明電氣控制箱體內(nèi)或就近照明電氣控制箱附近單獨(dú)設(shè)置箱體安裝2DL302-12路 DALI 總線控制接口，每條總線可控制16個(gè)DALI 熒光燈鎮(zhèn)流器，2組共控制32個(gè)

48、 DALI 熒光燈鎮(zhèn)流器；3DL304-14路 DALI 總線控制接口，每條總線可控制16個(gè)DALI 熒光燈鎮(zhèn)流器，4組共控制64個(gè) DALI 熒光燈鎮(zhèn)流器；表 3-9 LA304-8 模擬調(diào)光驅(qū)動(dòng)器技術(shù)參數(shù)表序號(hào)性能指標(biāo)性能參數(shù)1電源DC24V( 18V 30V)2工作溫度-20 653相對(duì)濕度0-100%相對(duì)濕度，無凝露4模塊功耗3.5W5輸入信號(hào)類型CAN-bus、 CANopen 協(xié)議數(shù)據(jù)、按鍵6CAN 總線波特率50Kbps7輸出信號(hào)類型模擬輸出+ 繼電器輸出8輸出回路數(shù)量4路獨(dú)立模擬量輸出+ 4 路獨(dú)立繼電器輸出9模擬量信號(hào)輸出范圍模擬量獨(dú)立輸出每路0 10V 數(shù)字量獨(dú)立繼電器輸出

49、每路8A10安裝位置及方式安裝方式：箱體內(nèi)DIN35 導(dǎo)軌安裝；安裝位置：合理安裝于照明電氣控制箱體內(nèi)或就近照明電氣控制箱附近單獨(dú)設(shè)置箱體安裝；實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用的是調(diào)光驅(qū)動(dòng)模塊LA304-8， LA304-8開關(guān) /調(diào)光驅(qū)動(dòng)器用于控制帶模擬調(diào)光接口的電子鎮(zhèn)流器，接收通過CAN總線傳來的數(shù)據(jù)，它能控制繼電器的輸出狀態(tài)和模擬量的輸出，從而達(dá)到調(diào)光和控制開關(guān)的目的。它還可以直接通過面板上的按鍵來控制繼電器的輸出狀態(tài)和模擬量的輸出, 需軟件支持。LA304-8模擬調(diào)光驅(qū)動(dòng)器技術(shù)參數(shù)如表3-9。3.3 無線控制模塊無線控制模塊分為兩個(gè)部分，發(fā)射模塊和接收模塊。無線控制模塊的工作原理主要就是兩個(gè)模塊之間的通訊

50、，發(fā)射模塊負(fù)責(zé)向接收模塊下達(dá)指令，接收模塊在接收到指令后通過CAN 總線方式向相應(yīng)的控制模塊發(fā)出指令。3.3.1 無線發(fā)射模塊實(shí)驗(yàn)室中使用的是RMP系列無線控制面板，RMP采用電池供電，通過RF無線通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)使用者對(duì)照明系統(tǒng)的開關(guān)、調(diào)光及情景控制。由于采用RF無線通訊技術(shù)，用于電力輸送的大截面負(fù)載線纜從輸出模塊的輸出端直接接到照明燈具或其他用電負(fù)載上，而無須經(jīng)過控制面板。安裝時(shí)也不必考慮任何控制關(guān)系，在整個(gè)系統(tǒng)安裝完畢后通過簡(jiǎn)單的匹配即可建立對(duì)應(yīng)的控制關(guān)系。由于系統(tǒng)僅在輸出單元和負(fù)載之間使用負(fù)載線纜連接，與傳統(tǒng)控制方法相比節(jié)省了大量原本要接到普通開關(guān)的線纜和管線，縮短了安裝施工的時(shí)間，節(jié)省了

51、人工費(fèi)用。實(shí)驗(yàn)裝備上使用的是RMP06-1，其主要的技術(shù)指標(biāo)如表3-10。表 3-10 RMP06-1 的技術(shù)指標(biāo)序號(hào)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)1發(fā)射范圍空曠距離30米2發(fā)射頻率315MHz3電池供電DC12V3.3.2 無線接收模塊實(shí)驗(yàn)室中使用的是RF301-1無線接收模塊，RF301-1無線接收器接收315MH頻段的無線遙控?cái)?shù)據(jù)，并將已經(jīng)學(xué)習(xí)記憶過的遙控?cái)?shù)據(jù)通過CAN-bus CANopen協(xié)議發(fā)送，用以控制分布式智能照明控制系統(tǒng)中負(fù)載的開關(guān)和調(diào)光?？梢酝ㄟ^安裝多個(gè)無線信號(hào)接收模塊，擴(kuò)展無線信號(hào)接收覆蓋的范圍。并將其通過CAN 總線傳送到各個(gè)模塊，達(dá)到系統(tǒng)控制目的。RF301-1無線接收模塊的主要技術(shù)指

52、標(biāo)如表3-11：表 3-11 RF301-1 無線接收模塊主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)技術(shù)指標(biāo)性能參數(shù)1電源DC24 ( 18V-30V )2工作溫度-20-653安裝方式吸頂安裝4模塊功耗<1W5CPU刷新頻率<100ms6最大可記憶遙控器組數(shù)40組7315頻段無線遙控接收距離空曠距離308CAN 總線速率50Kbps第 4 章 智能照明控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1 算法控制4.1.1 算法流程圖程序總體流程分為: 初始化， 讀取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理，寫出數(shù)據(jù)四步。如圖 4-1 所示。數(shù)據(jù)處理一般需讀取數(shù)據(jù)是將傳感器輸出的電量信號(hào)轉(zhuǎn)化成控制器可用的數(shù)字信號(hào)，要實(shí)際情況來處理，比如信號(hào)有衰減、干擾等，就

53、需要補(bǔ)償、濾波。寫出數(shù)據(jù)就是將 處理好的數(shù)據(jù)通過一定的計(jì)算方法輸出給執(zhí)行器。4.1.2 照明控制算法當(dāng)下常用的控制方式有兩種，閉環(huán)控制和開環(huán)控制。閉環(huán)控制是指被控的輸出以一定方式返回到作為控制的輸入端，并對(duì)輸入端施加控制影響的一種控制關(guān)系。輸出端回饋到輸入端并參與對(duì)輸出端再控制，這才是閉環(huán)控制的目的，這種目的是通過反饋來實(shí)現(xiàn)的。所以閉環(huán)控制所需要的傳感器較多經(jīng)濟(jì)成本高適用于穩(wěn)定性要求較高的系統(tǒng)。 開環(huán)控制是一種簡(jiǎn)單的控制方式，是指受控客體不對(duì)控制主體產(chǎn)生反作用的控制過程。開環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，工作穩(wěn)定。在輸入和擾動(dòng)已知情況下，開環(huán)控制仍可取得比較滿意的結(jié)果，并且相對(duì)于閉環(huán)控制而言經(jīng)濟(jì)成本較低。開環(huán)控制的缺點(diǎn)是由于沒有反饋機(jī)制， 無法發(fā)現(xiàn)和糾正計(jì)劃和決策實(shí)施中與預(yù)定目標(biāo)之間的偏差，缺乏抗干擾能力，因此僅適用于那些干擾不大且能規(guī)則變化的組織活動(dòng)，而在復(fù)雜多變的情況下，則不能起到有效控制作用，因此有很大的局限性。因?yàn)橹悄苷彰骺刂葡到y(tǒng)的擾動(dòng)比較少所以選用開環(huán)控制6。其原理框圖如圖4-2。4-2 開環(huán)控制系統(tǒng)原理圖4.2 軟件介紹4.2.1 OptiVIEWOptiVIEW 是一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)開