一、照明控制系统的概述
1、照明系统控制方式
照明控制可分为开关控制和调光控制，调光控制又包括连续的调光控制(被控光源的光通量可连续的变化)和不连续的调光控制(被控光源的光通量只能在若干固定的预设值之间变化)。按发光原理划分，照明光源通常可分为热辐射光源和气体放电光源，其典型的光源分别为白炽灯和荧光灯。热辐射光源，即利用电能使物体加热到白炽程度而发光的光源；气体放电光源，即利用气体或蒸气的放电而发光的光源。对于热辐射光源来说，既可以实现开关控制，也可以实现调光控制，只需要调节供给光源的供电电压即可调节光通量的输出。而对气体放电光源来说，实现调光控制并非那么简单，不能简单的控制供给光源的供电电压，这类光源都有镇流器，220V工频电压经过整流器后再给光源供电，要实现调光控制，必须研制适应具体气体放电光源的匹配镇流器。通过控制镇流器的输出电压的频率和电压来调节光源的光通量输出。
（1）传统照明控制方式
这种控制方式多以手动控制为主。常见的有以下几种：其一，利用设置在灯具配电回路中的开关(配电回路中的保护开关或手动开关等)来控制配电回路的通断，从而实现灯具开关控制；其二，利用设置在灯具配电回路中的手动旋钮调节供电回路的电气参数，从而实现灯光的明暗调节，即调光控制。
（2）自动照明控制方式
自动照明控制方式与传统照明控制方式相比，主要解决的问题是集中控制的问题，自动化程度相对提高，但由于DDC系统本身固有的技术特点，使得DDC在照明控制系统中表现出明显不足，不仅无法实现调光控制，而且也很难实现灯光场景等预设置和场景管理等功能。
（3）智能照明控制系统
智能照明控制方式使照明自动控制不再依赖于楼宇设备自动管理系统，真正实现了照明控制的独立。同时该方式不仅具备开关灯控制，而且还能对光源进行调光控制。它是一个集多种照明控制方式、现代化数字控制技术和网络技术于一身的控制系统。它的出现和发展，使照明控制和维护管理变得更为简单，并为建筑照明提供了多种艺术效果。
目前，纵观国内外研究开发的智能照明控制系统，按其通信介质主要有总线型、电力线载波型、无线网络型等。按照网络的拓扑结构可以分为集中式和分布式。
① 集中式智能照明控制系统
集中式智能照明控制系统主要为星形拓扑，即以中央控制节点为中心，把若干外围节点连接起来的辐射式互连结构。各照明控制器、控制面板等设备均连接到中央控制器(CPU)上，由中央控制器向照明控制器等末端执行单元传送数据包，其结构如图2-2所示。该系统的优点：照明的控制功能高，故障的诊断和排除简单，存取协议简单，传输速率较高。其缺点是：因过分依赖中央控制器，故系统的可靠性和经济性相对较低。
② 分布式智能照明控制系统
分布式智能照明控制系统以中央监控为中心，组建控制主干网和多个控制子网，各照明控制器，控制面板等设备均具有中央处理器CPU单元，每个控制器和面板都可以直接连接在子网上。
为了组建分布式智能照明控制系统，一般是把照明控制器和面板之间通过现场总线相连接，组建现场总线子网。把照明线路中的开关或控制箱作为现场总线中的一个网络节点，然后通过现场总线这个枢纽组成网络，所有的控制信号、开关灯的状态信号以及采集的电量信号都通过现场总线网络进行通信，这样，网络中的每个节点都可以接受网络中其他节点的信息，非常方便地实现节点间互相监测与控制。同时系统具有现场级设备的在线故障诊断、报警、记录功能，可完成远程设备的参数设定、修改等工作，也增强了系统的可维护性。现场总线网络系统具有优良的系统扩展性，可以非常方便增加网络节点，如增加声音检测、照度检测、图像采集、红外线信号采集等网络节点，通过这些传感器节点采集人们活动环境的变化参数，上传至中央监控主机分析、处理、计算，做出各种控制决策，实现智能化管理，能够更好的满足智能建筑的信息集成要求。
二、基于LonWorks技术的照明控制系统
基于LonWorks智能节点的照明控制系统主要是以Neuron芯片作为智能控制节点，控制下属的各类执行单元。
智能节点Neuron芯片一方面可以进行现场数据的采集和处理，另一方面也可以通过传输线路与其他控制节点连接，与上位控制机进行通信，实现了规模的扩展。构成LonWorks控制网络的Neuron智能节点由神经元芯片、传感器、控制设备、收发器和电源等组成，。
三、智能照明控制器硬件设计思路
LonWorks节点可以分为两种：基于神经元芯片的节点和基于主机的节点。本设计选择基于神经元芯片的节点方案。
LonWorks电力线节点的硬件设计主要有以下几个方面内容：神经元芯片控制模块(ControlModule)的硬件设计，相当于普通单片机硬件设计的最小系统；基于神经元芯片的I/O接口电路设计，设计实现满足项目需求的I/O接口电路硬件；其他附属硬件电路设计，包括Service电路、复位电路等等。
1、控制模块电路设计
所谓的控制模块是在进行基于LonWorks技术的设备开发时候的一个通用模块，它把神经元芯片、存储器、收发器、I/O以及网络端口等集成在一起，实现设计的即插即用，达到高效、低成本开发的目的。
控制模块电路的一个重要功能是实现神经元芯片到电力线收发器的通信，神经元芯片的5个通信端口可以配置与多种传输介质接口(网络收发器)相连接，且可实现较宽范围的传输速率。它有三种工作方式，分别是单端、差分以及专用工作方式。
2、I/O接口电路设计
LonWorks节点的I/O接口电路是节点与传感器、执行器以及控制器相连的物理硬件接口。
四、远程监控系统设计分析
1、系统原理
LonWorks技术提供了LON网络设备和Internet连接设备，从技术上支持了远程监控和与Internet无缝连接，为实现远程通信提供良好的条件。LonTalk协议提供一种方案解决LonWorks网络与Interent的连接问题，称为LonTalk/IP通道。在这种方案中，链路层的协议数据单元可以在口网络上传输，完成了LonWorks地址到对应的职地址映射。按OSI标准术语来说，就是LonTalk协议进入了IP网络。
基于LonWorks技术实现一个远程通信系统，在进行系统设计时，要选择与输入输出部件相匹配的LonWorks设备。首先，连接LonWorks现场控制网络和Internet需要信号传输介质。现有的传输介质主要有双绞线、电力线、光纤、同轴电缆和无线电波等，这些传输介质都可以实现LonWorks网络信号的传输。
由于Internet的数据通信协议采用TCP/IP协议，而基于LonWorks的现场总线控制系统中，采用的通信协议为LonTalk协议。Echelon公司的i.lom产品就是一个能将控制网络和Internet无缝的连接在一起，取得突破性的产品。它为日常设备的访问提供一个可靠的、安全的Internet通道。我们的实验系统将采用
i.lon 100 Internet服务器作为IP远程网络接口，使用其数据交换和Web服务器功能。
可以用一个电力线节点来代替LonWorks现场控制网络，通过该节点采集数据(模拟量或数字量)，通过网络传送至PC：或由PC发送控制信号至节点，这样基本可以反映出LonWorks网络的数据采集、传输能力和质量。在远程监控端直接接入局域网PC机，不考虑Internet上数据传输的特性。
2、远程监控系统的结构
在该实验系统中，由于电力线节点并不支持信号直接从PC机上输入，因此PC机与电力线节点的数据类型交换需要通过i.lon 100Internet服务器来完成的。此外，还用到i.lon 100Intemet服务器的调制解调作用，由于将信号转变为载波信号加载到电力线上，故PC机与电力线之间还需要对信号进行调制解调。
