浅谈LonWorks照明控制系统

一、照明控制系统描述

智能照明控制系统中实现的主要控制功能有:场景控制、恒照度控制、定时控制、就地手动控制、群组组合控制、应急处理、远程控制、图示化监控、日程计划安排等。本文借助组态软件,结合模糊理论,提出了一种基于LonWorks总线技术的照明控制策略,实现了照明系统的模块化控制和远程监控,提高了照明系统的管理效率。

二、LonWorks照明控制系统组成

  本文所提出的基于LonWorks总线技术的LED照明控制策略,充分利用了LonWorks总线技术的介质多样性、通信协议开放性、核心器件神经元芯片强大的控制和通信能力等特点,并且是在基于LonWorks总线技术的照明控制系统中得以实现的。

  基于LonWorks总线技术的照明控制系统主要由3部分组成:上位机、下位机和路由器。在上位机上,借助组态王软件,完成各功能模块(照明控制策略)以及监控界面的设计,各功能模块所要实现的功能通过监控界面显示给管理员及用户,为系统的远程监控提供基础;在下位机上,借助节点开发工具NodeBuilder,完成智能节点的开发,进行被控对象LED 灯及光照度传感器LonWorks与网络(LON)的连接;上位机所属的LAN采用的是TCP/IP协议,下位机所属的LON采用的是LonTalk协议,为了实现智能节点上的LED灯的控制参数值与各功能模块对应参数值之间的交换,实现系统的远程控制,因而必须进行协议转换,路由器完成了LonTalkTCP/IP协议之间的转换,实现了LONLAN的集成。

三、浅谈照明控制策略

照明控制策略的设计思路是:首先判断当日是否是节假日或是否是被设定的需要场景照明的日子,若是则调用场景照明模块;若不是判断当日的天气是否属于异常天气,若是就调用异常天气照明模块;若不是则按照正常时间表开灯。

场景照明模块具有综合性和灵活性,不同路段灯的控制变量是不同的,灯的具体亮暗度、色彩以及不同场合开关时间是根据具体情况进行设定的;异常天气模块中引入了模糊控制理论,将开灯所要求的光照度设为范围域而不是具体的点值;时间表是参照不同季节当地日出和日落时间进行的设计;各个模块中都设有故障报警和调用省电模式模块的功能,一旦系统出现故障,管理员将在第一时间内了解情况,近午夜时分,人流量变小,切换为省电模式,并在省电模式模块里按照相应季节和实时的天气情况设置关灯时间;该策略借助组态王软件,完成了各功能模块程序代码的编写。

  异常天气的判断需要将外界环境的光照度值与开、关灯时需要的光照度设定值进行比较,外界环境光照度的不稳定,会引起在不合适的时间点开、关灯。模糊理论的描述是建立在自然语言的基础上,所使用的规则更接近人们的思维习惯,模糊推理过程是采用模糊逻辑由给定输入映射到输出的过程,不需要精确的模型。

四、智能控制节点

智能控制节点是LonWorks网络最基本的控制单元,上接LonWorks网络,下接光照度传感器和LED灯(执行器)。为了获得以及处理光照度传感器采集到的数据,进而对被控对象LED灯进行控制,实现了对被控对象LED的直接控制和对LED灯光照度的调节,为路人提供了一种舒适的照明光照度。

五、LonWorks网络集成

  为了实现系统的远程监控、提高管理效率,可采用LonMaker系统集成工具进行组网界面进行网络集成。

  整个过程为:LonWorks网络中所有智能节点的地位是同等的,当神经元芯片的服务脚处于工作状态时,LonMaker组网界面中的智能节点被激活,它们按照LonTalk协议可以实现点对点的数据传输,用户通过LonMaker中的Brower可以浏览到以列表形式存在的各智能节点状态值;借助路由器完成LonTalkTCP/IP之间的协议转换,实现了LON LAN 之间的网络集成,LED灯的实时状态值通过数据交换服务器(Lon DDEserver)可以实现与各功能模块中相应的控制变量进行交换。整个网络集成过程如图8所示。通过网络的集成,各功能模块的功能可以通过LED灯现场实现,LED灯的控制变量的实时情况将通过监控界面显示给管理人员,同时管理人员可以通过在上位机上修改各功能模块的控制变量,间接控制LED灯,实现系统的远程监控。


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