石家庄无线智能照明模块-西安智能照明无线控制模块

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1 系统方案概述

本文的智能照明控制系统由无线传感器网络、OPC服务器和用户界面三部分组成。

底层的无线网络采用星型结构，包括一个基站和多个。其中，从站与被控LED灯连接并将灯的状态信息传送给基站。基站通过RS232与PC机相连，将接受的控制命令下达给从站。系统使用ATmega16L单片机和nRF905无线射频模块构成工作于433MHz的无线网络节点，两者通过SPI串行口相连。

节点结构

上位机中具有专门开发的OPC DA服务器。OPC 服务器与组态软件中开发的用户界面之间采用OPC技术通信，与无线网络中的基站之间采用RS232串行通信。OPC服务器负责将用户下达的控制命令传送给无线网络中的基站，并将基站传输的设备状态上传至用户界面显示。

在组态软件中开发的用户界面能实时准确的显示设备状态，并可实现对LED灯的组合控制、温度控制、PWM控制、定时控制及操作记录等功能。

精管理，讲科学，塑造集团新形象。易斯特科技拥有强大的技术支持和售后团队，管理理念科学成熟，形成业内良好形象。我们供应的无线智能照明模块可在双方协商的时间内发货，运费是买卖双方协商。此外，陕西西安有公司的可靠销售服务团队及服务网点，将随时为您提供周全、快捷的技术支持和服务。

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3）冲突避免策略

CSMA/CA协议只能解决发送端的数据冲突问题，但接收端仍存在数据冲突的可能，即“隐藏节点”问题。因此系统引入RTS/CTS/DATA/ACK握手机制。具体过程如下：

⑴从站向基站发送前先通过竞争方式获得信道使用权，再向基站发送请求连接帧RTS(Request To Send)。

⑵基站收到从站的RTS帧后，向从站发送连接确认帧CTS(Clear To Send)，建立两者之间的通信连接。

⑶从站收到基站的CTS帧后，向基站发送数据帧DATA，若没有收到CTS帧，则重新发送RTS帧。

⑷基站收到从站的DATA帧后，向从站发送数据确认帧ACK。

⑸从站收到基站的ACK帧后，整个通信过程结束，若没有收到,则重新发送DATA。

图4 从站流程图

图5 基站流程图

OPC DA服务器

OPC技术是用于过程控制的对象链接与嵌入技术，其以COM/DCOM/COM+技术为基础，采用服务器/客户端模式。本系统针对智能照明控制系统的需求，开发专门的OPC DA服务器，设计如下。

图6 OPC DA服务器结构图

1）OPC对象与接口

系统编写实现OPC DA服务器的定制接口，采用E形式，以OPC3.0规范为标准，向下兼容OPC2.0版。系统的OPC对象与接口包括OPC Server、OPC Group和OPC Item三种对象。

其中，OPC Server和OPC Group为标准COM对象，服务器对象不支持聚合，支持连接点机制。组对象支持聚合、连接点机制。项对象不是标准的COM对象，通过一个类进行描述，在类中定义项对象的属性和操作方法。

系统OPC Server对象实现的接口包括：IOPCServer、IOPCommon、IOPCBrowseServerAddressSpace、IOPCItemIO 、IOPCItemProperties及IOPCBrowse。OPC Group对象实现的接口包括：IOPCItemMgt、IOPCItemDeadbandMgt、IOPCGroupStateMgt2、IOPCGroupStateMgt、 IOPCSyncIO、 IOPCSyncIO2、IOPCAsyncIO、 IOPCAsyncIO2及IOPCAsyncIO3。

2）服务器地址空间

系统的服务器地址空间由OPC服务器内所有可读写的数据项组成，根据实际情况预先设计，采用树型结构。整个服务器地址空间使用一个自定义的结构体数组进行存储，其结构体成员包括：结点的ID号、结点的名字、父结点的ID号、左子女结点的ID号和右兄弟结点的ID号。后，系统通过定义一个类对服务器地址空间进行管理。

3 智能照明控制系统模拟组网

本文使用ATmegal6L和nRF905构成无线节点模拟组建一个智能照明控制系统，模拟实现LED灯的组合控制、PWM控制、定时控制等功能。

图10 模拟智能照明控制系统实物图

系统通过ATmega16L开发板上的LED灯模拟被控灯具。温度控制方面，采用白炽灯与晶闸管BTA12-600及光耦隔离器MOC3041相连接模拟被控端。从站的微控制器将实际灯温度值与设定值进行比较，通过PID算法计算修正PWM占空比，调整灯的明暗程度。

后，系统利用组态王软件开发用户界面。在操作界面上，可实时显示设备状态，对LED灯进行各种控制操作。系统会对各项操作进行历史记录，同时可利用组态王的Web功能使用户能随时随地通过Internet/Intranet实现设备的远程监控。

智能照明是指利用物联 网技术、有线/无线通讯技术、电力载波通讯技术、嵌入式计算机智能化信息处理，以及节能控制 等技术组成 的分布式照明控制系统，来实现对照明设备的智能化控制。

智能照明控制系统特点包括：

1、采用无线组网的集散式结构，集微电脑控制，无线遥控射频技术于一体，灯控装置（开关）采用数字液晶触摸屏，可以独立控制灯光，也可以受控于无线遥控器。

2、产品的无线智能照明控制系统与各种总线制系统、电力载波系统相比，具有设计简单，安装、维护方便等优点，无线组网也省去了布网络线等各种器材和人工费用。集散式结构决定了系统组网灵活，造价低廉的优点。

3、产品主要涉及遥控液晶开关系列和遥控器系列，与传统照明相比，它可以实现液晶显示、触摸屏调光、一键场景、一对一遥控及分区灯光全开全关等管理；能够实现无线遥控，定时控制，遥控距离大于50米，可穿越墙壁和楼层，触摸屏正常使用寿命30万次以上。

公司自2017-08-24成立以来，勇于探索，力争上游。凭借其优异的无线智能照明模块和系统的售后服务，在行业中取得了良好的信誉。本公司倡导上下一心，真诚合作，开拓创新的企业精神，坚持质量至上的产品宗旨，赢得了广大所需群体的大力支持和信赖。真诚欢迎各界朋友莅临易斯特（西安）智能科技有限公司参观、指导和业务洽谈。