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以物联网嵌入式本事为根基的LED途灯智能控制安排详解
作者:管理员    发布于:2019-05-07 16:41:14    文字:【】【】【

  目前,所把持的大功率LED 途灯大局限都是简练的间接照明,窘蹙需要的智能节制,能够有些当然齐全有智能节制的功能,可是却不克不及主动检测路灯的照明形态,也不克不及容易地对途灯进行近程及当地调控。 而且现有的照明处置编制多半采纳有线电缆控造照明灯具,对LED 路灯举办调控,通信和谈对比复杂,修修成本和运营成本都比照高。 本文将物联网嵌入式手艺引入途灯节制器,完工LED 道灯的智能节制。

  物联网,是指将各类讯休传感配备,如射频区别(RFID) 拆卸、、全球定位式样、激光扫描器等各样安装与互联网连合起来而构成的一个巍峨麇集,将仿佛从任何本领任何地点任何人之间的肖似延续扩张到人与物( Human to Thing) 和物与物( Thing to Thing) 之间的相仿不竭。 展开物联网的要害正在于射频标签、传感器、嵌入式款式及传输数据估摸等范畴。 个中,嵌入式体例因此垄断为重点,以估量机期间为根本,软硬件可裁剪,合用于安排编制对见效、靠得住性、成本、体积、功耗有厉峻哀求的公用计较机编制。 嵌入式编制是物联网的“大脑“和“核心神经”,物联网内的全盘个体都供应嵌入式编制来传输和打点拾掇消休,嵌入式系统的长短将间接传染感动物联网的运做。

  本文以讲灯节制器为垄断布景,计较了助手CDMA及ISM无线通信的智能途灯节制器,将物联网嵌入式时候摆布此中,安排节制器供给的公用接口和CDMA 汇集平台,完成与各类传感器的延续,完毕“人—物”、“物—物”、“物—人”之间的旧事交换。

  本文妄想的途灯节制系统由3 个控造层、2个通信层形成。 编制的机闭如图1 所示。 节制人员通过监控软件或手机将必要数据发送到CDMA蚁集进而传送给谈灯主控器; 途灯主控器对接管数据融会、料理,并通过自组ISM 无线收集将数据送给节点控造器; 节点节制器做出回声并发出前往数据,数据按原路径前往给把握人员。 本文准备了系统要点节制: 智能说灯控造器,储藏了主控器及节点控造器的野心。

  主控器采集: ATmega128 主控模块、CDMA 通信模块、ISM 通信模块、揭破输入模块,机关图2所示。

  主控芯片采取AVRATmega128 芯片。 ATmega128是高机能、低功耗的AVR8 位微处置器,它的运转快率快,公共数指令可以或许正在一个时钟周期内告竣; 寿命: 10, 000 次写/擦除周期; 具有独处锁定位、可选拔的启动代码区; 历程片内的启动门径了结款式内编程; 确凿的读- 筑改- 写安排硬件乘法器只需两个时钟周期; 具有128K 字节的款式内可编程Flash; 4K 字节的内中SRAM; 可能对锁定位举办编程以完毕软件加密; 具有JTAG 接口,简捷法子在线调试、下载; 两个可编程的串行USART; 可就事于主机/从机模式的SPI串行接口。

  CDMA 模块里面封装了完竣的TCP /IP 等公约栈,可为近程无线传输供给通明的TCP /IP 通道,次要完工主控器与长路控造核心通信,杀青指令数据的双向传输。 CDMA 模块与主控器颠末UART1 双向传送数据。 本形式采纳电信公司供应的CDMA 模块,过程MAX232 电平更改芯片和ATmega128 的UART1 口接连,完工全双工的数据通信。 模块拔取5V 供电,ATmega128 的PD6 口经MAX232 电平改变芯片改动后接到模块的DTR.

  ISM 通信模块告急杀青主控器与节点节制器通信,模块芯片及接口如图4 所示。

  本文拔取nRF24l01 作为ISM 通信模块无线GHz 六合通用ISM 频段的单片无线收发器芯片,无线收发器汇集: 频次发生器、加强型SchockBurstTM 形式节制器、功率扩充器、晶体振荡器、调制器解调器、输出功率、频道采纳和公约的筑立可能通过SPI 接口进行安排。 它具有内置链途层,自动应对及主动重发从命、处所及CRC 锤炼功用、数据传输率1 或2Mbps、SPI 接口数据速度0 ~ 8Mbps、125 个可选就事频说。 芯片具有极低的电流花消,当管事在发射形式下发射功率为- 6dBm 时电流破费为9. 0mA,采纳形式时为12. 3mA.

  电阻触摸屏勾当输入,320x240 像素的8 位数据的256 彩色LCD屏举止揭露输出。

  320x240 像素的8 位数据的256 彩色LCD 屏,表露一屏所需的表露缓存为320 × 240 × 8bit,即76800 字节,在吐露中每个字节,对应着屏上的一个像素点,以是,8 位256 彩色揭穿的外露缓存与LCD 屏上的像素点是字节对应的。 每个字节中又有RGB 体例的割裂,既有332 位的RGB,又有233 的编制。 正在彩色图象揭示时,下手要给揭破缓存区一个首地址,这个处所要在4 字节对齐的鸿沟上,何况,供给在S

  DRAM的4MB 字节节制之内。 它是颠末设置反映的存放器来实现的。 之后,接下来的76800 字节,就为呈现缓存区,这里的数据会间接大白到LCD 屏上去。 屏上图像的改变是由于该大白缓存区数据的改革而滋长的。 触摸液晶屏过程26脚排线与主控器接续,主控器IO 口数据可间接驱动触摸液晶屏模块。 四线触摸屏坐标获得经由AD7843 采集完工,手腕代码如下:

  STC89C52 是一种低功耗、高本能机能CMOS8 位微节制器,具有8K 在编制可编程Flash 具有器。 驾驭高密度非易失性存储器本领

  ,与财产80C51产品指令和引脚完全兼容。 片上Flash 核准手段保留器正在体系体例可编程,亦适于常规编程器。 在单芯片上,具有工致的8 位

  和在线编制可编程Flash,是以知足节点控造芯片的哀告。 模块布局如图6 所示。

  在阴晦情况里电阻值很高,当遭到光照时,光敏电阻阻值降低,光照愈强,阻值愈低,入射光肃清后,光敏电阻的阻值也就慢慢恢回复复兴值。 因而采纳光敏电阻行为感光传感器,由

  0832 芯片将光敏电阻领受的光强仿照灯号变化为数字暗号输入到MCU 节制器中; MCU 节制器内中颠末编程对输入的灯具供职参数实行了然判别,而后发出节制信号,节制恒流驱动

  输出电流的大小,从而节制LED 灯的亮度,进而抵达智能调控LED 灯具的对象。联系到策动采纳的为直流LED 路灯,参数为: 功率28 瓦; 电压AC100 - 280V; 功率因数》 0. 95 ; LED 神气正白,暖白; 光通量2800 -12600LM; 色温3000—7000K ; 灯具效劳90% ; 驱动电源恒流驱动45V 1. 5A 直流; 命50000 小时以上; 抗御品级IP65 ; 管事温度- 35oC - 80oC ;干事湿度10% - 90%,因此需希图符关参数哀求的直流调光电路。直流调光才智常用的有: 放置正向电流的才调; 脉宽调制( PWM) 来调光。 调动正向电流的手法具有以下罅隙: 调正向电流会使色谱偏移; 偶尔会滋长使恒流源无法任职的标题问题; 长技术供职于低亮度有可能会使降压型恒流源效力低重温升增高而无法任职; 无法获得切确调光。 以是本文采取PWM 调光才力。本文采纳DN0112 芯片策画了PWM 调光模块。

  DN0112 芯片是用于直流LED 灯的持续触摸IC 芯片,它源委输出PWM 可使灯亮光度在3% ~100%间无级调剂,可使LED 途灯完成滑润的亮暗调动。 本文设想

  P0. 3 输出调光节制灯号,完毕对DN0112 调光芯片的节制,使调光芯片可根据单片机输出的节制灯号告竣LED 灯开闭、调光。

  本文绸缪了途灯大鱼在线平台认为主节制器及节点节制器,通过CDMA 通信告结束长途指令数据有用传输,经由自组无线传感网完毕了主节制器与节点节制器指令数据的传输,给出了触摸液晶屏坐标点收罗步调,经由对光强灯号的网罗策画了调光电路,达成了物联网的传感数据汇集、嵌入式数据传输及打点,将物联网嵌入式技术引入到LED路灯节制器中。 实践叙明,本文打算的途灯控造器能无效完工智能节制,取得了较好的节能、降耗成效。

脚注信息
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