LED智能照明控制系统的设计与实现

发布时间：2017-09-26 04:15

  本文关键词：LED智能照明控制系统的设计与实现

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【摘要】：通过照明渲染,实现情景照明、场景照明是照明的发展趋势;同时按需照明、节能运行是低碳经济和绿色环保的需求。本课题以室内公共场所照明为研究对象,针对目前照明系统存在效率低、控制方式单一、可扩展性差、能耗高等一系列问题,提出了分布式智能照明控制系统方案,开发了集网络通信、总线通信、恒流驱动和调光控制为一体LED智能照明监控系统。本文主要工作总结如下:(1)系统总体结构设计。研究了系统的通信方式及网络拓扑结构,提出了由监控中心、控制服务器、转发器及控制器组成的分布式系统结构;确定了以太网及串行总线结合的通信方式;完成了主干网及控制子网的网络拓扑,其中以太网采用星形拓扑结构,控制子网采用星形和总线型的混合拓扑结构,并根据系统特点,制定了可靠有效的数据通信协议。(2)系统硬件设计。研究了LED照明各组件的功能和接口方式,确定了以32位Cortext_M0系列的SN32F707及8位SN8P2511作为核心处理芯片的设计方案,完成了控制服务器、转发器及控制器的硬件电路设计。其中系统供电电路以DK112为核心控制芯片,实现了宽输入电压范围、高转换效率的开关电源设计;串行通信接口采用双差分串行通信方式,实现了远距离的信号传输,并经光耦与系统电源进行隔离,以提高通信的可靠性;LED驱动电路以GL8211为核心驱动器,实现了具有调光功能的BUCK恒流驱动器的设计;调光控制由SN8P2511内部可编程脉冲控制器产生PWM信号,经过隔离控制恒流驱动电路,实现LED的亮度调节。(3)系统软件设计。以系统的功能需求为出发点,采用层次化的软件设计架构,完成了控制服务器的底层驱动层、接口层和应用层的软件开发;采用模块化的软件设计架构,对转发器和控制器进行任务划分,实现了系统要求的功能。(4)系统测试。搭建了LED智能照明控制系统的测试平台,完成相关功能和性能的验证。测试结果表明,系统各项预设功能均可正常实现,包括工作模式设置功能、节假日设置功能、开关控制功能、ID搜索功能、单播、组播及广播控制等功能;相邻控制节点间可完成300m范围内的可靠通信;驱动器可实现20%~100%的线性调光。
【关键词】：LED 智能照明 SN32F707 SN8P2511 物联网
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM923.34;TP273
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-16
• 1.1 课题研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外智能照明控制系统发展状况12-13
• 1.3 本文主要工作及章节安排13-16
• 2 需求分析与系统架构16-28
• 2.1 系统需求分析16-17
• 2.2 技术路线选择17-21
• 2.3 系统总体架构规划21-26
• 2.3.1 系统总体结构21-22
• 2.3.2 系统主要组成及功能22-23
• 2.3.3 核心芯片选型及通信协议制定23-26
• 2.4 本章小结26-28
• 3 系统硬件设计28-44
• 3.1 控制服务器硬件设计28-34
• 3.2 转发器硬件设计34-36
• 3.3 控制器硬件设计36-39
• 3.4 LED恒流驱动源设计39-43
• 3.5 本章小结43-44
• 4 系统软件设计44-68
• 4.1 控制服务器软件设计44-56
• 4.1.1 控制服务器软件设计架构44
• 4.1.2 底层驱动层设计44-45
• 4.1.3 界面层设计45-47
• 4.1.4 应用层设计47-56
• 4.2 转发器软件设计56-61
• 4.3 控制器软件设计61-67
• 4.4 本章小结67-68
• 5 系统测试68-78
• 5.1 系统整体功能性测试68-73
• 5.2 系统指标性测试73-75
• 5.3 系统应用与分析75-77
• 5.4 本章小结77-78
• 6 总结及展望78-80
• 6.1 本文工作总结78-79
• 6.2 未来工作展望79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-84
• 攻读学位期间发表的论文及专利目录84-85

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 甄海涛;费磊;陈庆文;;基于LED光源的直升机旋翼频闪成像系统的研究[J];黑龙江科学;2013年02期

2 顾洪玲;管斌;孔青;张睿钦;陈英连;张良雨;李振兴;;LED灯的光照对雨生红球藻细胞生长及虾青素积累的影响[J];海洋湖沼通报;2014年02期

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本文编号：921416