基于嵌入式系统的灯光控制器设计.pdf

总第 卷 第 期电测与仪表 0 基于嵌入式系统的灯光控制器设计 李海峡 李济顺 李振峰 河南科技大学 河南 洛阳 中色科技股份有限公司电力室 河南 洛阳 4微控制器 AB 为核 心的智能灯光控制器的设计 该灯光控制器具有调光控制 场景设置等功能 通过 C DE总线与家庭以太网网关连接 实现了对灯光亮度的远程控制和查询 关键词 AB 8 F C DE接口 中图分类号 GA 文献标识码 H文章编号 I I I J32IK23 L2I5M68 NM 8IO 8P 智能灯光控制系统 网络化智能灯光控制系统是由挂在 C DE总线 上的智能节点 智能灯光控制器组成 各灯光控制 器通过 C DE总线与家庭以太网网络终端通信 用以 实现对灯光亮度的远程控制和查询 系统框图如图 所示 智能灯光控制器设计 设计目标 该智能控制器提供无线遥控 轻触式灯光控制 场景组合 预设存储等丰富功能 通过遥控器上的场 景设置按键 可以方便地设定灯光场景和迅速切换 也可以通过面板上的轻触按钮 控制灯光的开关和亮 度 或者使多盏灯进入某种预设的场景 各灯光控制 器通过 C DE总线与家庭以太网网络终端通信 可以 实现对灯光亮度的远程控制和查询 图 网络化智能灯光控制系统框图 国家高技术研究发展计划 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 总第 卷 第 期电测与仪表 0 系统分为接收外来控制信号和执行控制操作两 部分 为了接收控制信号 系统需具备无线接收功能 按键输入面板 为了对灯具执行控制 需要设计 3 调光电路 利用 的 AB在线刷新 A 能力 设 计了一套可重用的内核 通过与内核的交互可以方便 地在线下载应用层的程序 应用层的程序包括以下功 能芯片构成末级电源电路 输出 G 的直流电压 8J 与 的连接 8J 无线通信收发芯片在一个 引脚的芯 片集成了高频发射K接收 合成 AL调制K解调 和多频道切换等功能 在低成本数字通信应用中具 有突出的技术优势 8J 与 连接有多种选择 如M N JO等 从硬件连接及通信协议最简化来看 选 择串口与无线模块相连是最佳方案 选择N JO 的 OPC JPC 分别与8J 的C C NO连接 8J 与 接口电路如图 所示 由图 可见 嵌入式 N对无线模块的控制接 口主要由D根信号线组成 分别是C C NO OPQ RJSN A 其中 OP 是发送使能端 通过 M 口进行控制 通过对OP 置位和复位实现发 送状态和接收状态的切换 RJSN 是节能控制端 利用 的一个M 口对其进行编程 以实现 无线模块的工作模式和休眠状态的切换 A进行频 道选择 可用M 设置 可以利用 的 N JO 串口控制C C NO 信号 为了节能 8J 平时大多数情况下应处于关 闭状态 由于无线部分硬件上是不具备自动唤醒功能 的 为了达到节能的目的 必须通过软件方式采用合 理的通信协议以保证节能同时不丢失数据 JA GD接口电路 JA GD接口电路的主要功能是口灌电流的方法控制双向可控硅 实现开关和调光控制 用内部有过零检测电路的光电 耦合器4 作为双向可控硅的驱动器 同时能 图 智能灯光控制器原理框图 8J 图 与8J 的接口电路 总第 卷 第 期电测与仪表 0 图 电路 实现强 弱电的隔离 传统的调光方法都采用移相触发方式 控制可控 硅的导通角来控制输出功率 这样不仅同步检测电路 复杂 而且在可控硅导通瞬间会产生高次谐波干扰 造成电网电压波形畸变 影响其它用电设备和通讯系 统的正常工作 在本系统中采用过零触发双向可控硅 导通与关断的时间比值来调节送给灯具的功率 由于 过零触发不改变电压的波形而只改变电压全波通过 的次数 不会对电网造成污染 因此 本系统采用过零 触发方式 4 内部含有过零检测电路 当输入管脚 输入 7A的电流 在4 的输出端 脚 脚 之间的电压稍过零时 内部双向可控硅导通 触发外 部双向可控硅导通 当4 输入管脚输入电流 为 时 内部双向可控硅关断 从而外部双向可控硅 也关断 调光电路如图 所示 软件设计 智能灯光控制器软件框图如图 所示 结束语 本系统采用了嵌入式微控制器BC 由于 它带有宽范围的串行通信接口和片内多达 D字节 的 A4 多个 位定时器 CE4输出和 个FC G 使它特别适用于该款智能灯光控制器的设计 该智 能灯光控制器通过 接口很容易组网 为实现智 能家居网络化提供了方便 参考文献 H I周立功 A 4微控制器基础与实战H4J 北京航空航天大学出版社 H J8 K L3