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【摘 要】LED光源具有节能、环保、寿命长及可控制性高等优点，随着现代亮化系统的进步，传统光源正在逐渐被LED光源所取代。而随着工艺技术的进步，LED控制系统的复杂程度也越来越高。在整个LED照明控制系统中，中继器是其核心，其设计不仅对LED系统的正常运转具有重要意义，同时对照明效果的正确实施也起到关键作用。本文对LED中继器的设计方案进行了讨论。
【关键词】LED系统；中继控制
1.LED智能调光控制系统的总体设计依据功能划分为四个部分
第一个部分为调光控制应用系统，该系统将安装在PC主机上，可选择通过互联网或者手机网络与中继器通信。通过此软件集中远程控制LED灯具。
第二个部分为中继控制台，该系统没有界面，通过以太网或无线方式实现与外界通信。一个中继控制台控制多台LED电控器，通过串口RS485与电控器连接进行通信，实现控制LED灯的可调光功能。中继控制台自己本身要集成输入设备，如按钮、开关或旋钮之类的，目的为了在调试时没有上层通信的情况下实现本地调光。
第三个部分为LED电源控制器，该控制器为受控端，前两部分为控制端，该控制器已具备调光、光衰检测、电流检测、电压检测等功能，能接收上位机的命令判定自身是否需要调整光亮度、或者进行电流电压检测。
第四部分为软件的设计：调光控制应用软件控制多个中继控制台，中继控制台下控制一组可有多达400个LED电源控制器，调光应用软件应该具备的基本功能有以下几点：初始化；九级调光；灯具检测；光模式；故障警报；调光记录/操作记录查看；故障记录查看；灯具位置变更；应急状态设置。
2.详细设计
通信模式切换：本系统中，中继器最是中转站，因此，每个功能基本都围绕中继器来说明。首先需要初始化：中继控制台没有人机界面，初始化的过程就是给中继控制和设备输入IP地址和给出设备号，设备号为电源控制器的设备ID号，为4个字节，每个中继控制台根据设备号范围，逐个将设备号同时询问本组400个LED电控器，符合的电控器将应答，则中继控制台记录电控器设备号。通过以上方式，每个控制台都可得到自己本组的所有电控器的设备号，数据记录在本地，并将数据上传到上层应用软件。应用软件列出指定中继控制台所管辖组的LED电控器设备号的列表，并能够打印出来，供工作人员跟踪电控器所处位置，并为其编上逻辑地址，然后手动录入到系统，逻辑地址设备号对应信息数据仍存储在中继控制台上。
调光软件界面应显示可九级调光功能，具体由操作员通过应用软件向中继控制台发送调光级别命令，中继控制台接收到命令后，统一向下属几百个LED电源控制器发送调光命令，每个中继控制台下的LED灯为一组，每组的亮度级别相同。每个中继控制台都有一个IP地址，中继控制台与PC主机组成局域网，每个调光命令都向指定的中级控制台发出。灯具检测功能，指远程通过应用软件选择所有或任意一个中继控制台下的任意一盏LED灯检测，可检测电流是否正常、电压是否正常、光衰是否正常、九级调光是否正常，检测到灯具故障时可报警。能够设定定期巡检的时间间隔，定期对每个灯具巡检，检测到灯具故障时可报警。调光模式有定时调光和即时调光两种，即时调光指的是上面的九级调光，由操作员选择对某组（中级控制台）LED灯调光或者具体某个的LED灯调光。定时调光，指按照设定好的时间段对应的亮度级别进行调光。把一天分为若干个时间段（具体分多少段，何时到何时为一个短，最好可以让用户自定义），然后为每个时间段设置一个亮度级别，并将这个设置存储到中级控制台上，中继控制台判断调光模式如果为定时调光，则使用此设置进行调光，由此中继控制台上必须有计时器，硬件上，中继控制台就需要有电子。中继器故障：调光控制应用系统软件要随时向每个中继器联系，如果有一个中继器在3分钟之内没有响应，而其他中继器有响应，则认为该中继器故障。如果调光控制软件无法与任何一个中继器联系，而通过无线网络能够与中继器通信，则判定该段线路发生故障，系统故障报警。一种是LED灯无响应故障（此故障可能是线路问题，也可能是电控器问题），故障是由中继器和各个电控器间不断询问应答时发现的故障，当询问到某个电控器无响应时，则连续四次询问，如果连续无响应则记录，并询问其他电控器，如果其他电控器有应答时，判定LED灯无响应故障。调光记录/操作记录查看：调光记录是存储在中继器上的，查看时要从中继器调。此记录包括调光模式的改变操作、手动调光的操作、定时调光、灯具检测/巡检的操作。即中继器记录了何时将调光模式从何种模式更改为何种模式；何时调整了哪盏灯的光亮度从几级到几级；何时对哪盏灯具做何种检测，检测结果如何。故障记录查看：前面故障报警功能中已说明此类信息是记录在中继控制台上的，用户需要时，从中继控制台中调出故障信息供查看。此信息记录的是何时哪台电源灯具设备出了何种故障
灯具位置变更：一般情况下，是不会轻易移动灯具位置的，所以灯具位置变更指的不是灯具移动了位置，而是指更换了灯具，需要将更换灯具的位置即逻辑地址写入新的电控器里。中继器也同时将该逻辑地址对应的设备号更改为新的设备号。应急响应，当发生意外事件如火警、交通事故，总控制台通过这个设置可以通过中继向所有受控端发送应急响应信号，将亮度调至100%的最高亮度，直到中继控制台收到恢复信号，受控端重新受控。通信模式切换，即以上所说的有线通信和无线通信方案间的切换，系统中应提供通信方案间的灵活切换功能。调光控制应用软件只是利用友好的人机交互界面通过网络远程控制中继器来实现对LED灯的调控，事实上中继控制台才是真正控制LED电控器的控制端。中继控制台可能受各种干扰造成死机，而总控室距离实际事发地点可能相隔几十公里甚至更远，希望能够由中继控制台系统自己判断系统是否死机，一旦判断出死机，则立即重启。要求中继从启动到系统能够运行的时间不能超过1分钟，因为如果超过1分钟可能被上层软件判定为中继器故障。以上很多地方都提到中继器需要有的存储功能，中继器是主要信息的存储区，中继器需存储本地控制下的电控器相关的所有信息。包括下属电控器的设备号（物理地址）及对应的逻辑地址、对下属电控器的操作信息，包括调光、检测、故障信息、当前中继器下属电控器的亮度级别等。本地控制中继器的本地控制应具有4种模式、9级调光。九级调光，是指中继器处于就地控制模式时，按下调光的按钮或旋钮就可以控制整组电控器的亮度级别。四种模式指的是： （1）远程控制模式；（2）就地控制模式；（3）自演模式；（4）关闭模式。前面两种模式从字面上就可以了解，远程控制模式是指中继器接受远程控制室的控制。就地控制模式指的是仅接受本地控制，可以使用九级调光按钮或旋钮控制整组电控器的亮度级别。自演模式，指的是当中继器选择此模式时，向下属所有电控器发送命令，使LED灯自动进行1到9级的亮度循环变换。关闭模式，指的是中继器仅受远程控制，第二种和第三种模式都不再起作用。这里要说明的一点是，第一种模式和第四种模式似乎很相像，其实区别在于，第一种模式仅表明接受远程控制，也就是说，第一种模式的状态下，中继器既接受远程控制信号，也接受本地控制信号。而第四种模式表明中继器仅接受远程控制信号。
3.前提和条件
断电：中继控制台应有断电存储功能，断电后，存储在中继控制台上的信息必须保留，同时保留下位终端机在断电前执行的最后一次命令，以便重新通电后能将下位终端LED电源的状态调整到断电前的状态。
应急响应：当接收到应急信号时，中继进入应急状态，不受远程控制，统一将LED电源灯的亮度调整到最亮，不处理其（下转第336页）（上接第319页）它任何命令，直到接收到恢复信号将中继控制台的状态调整回常态。断网：当中继器超过10分钟没有接收到上层软件发送的信息，则自动与上层软件联系，当超过4次无法联系时，即假定传输故障，中继器进入不受远程控状态，此时不再接受远程控制命令，直到手动将中继器调整回远程控制状态（这里需要考虑是否可以接受远程信号恢复到正常状态）。中继器故障：调光控制应用系统软件要定时向每个中继器联系，如果有一个中继器在5次联系之内没有响应，而其他中继器有响应，则认为该中继器故障。系统报故障警报。远程连接线路故障：如果调光控制软件无法与任何一个中继器联系，而通过无线网络能够与中继器通信，则判定该段线路发生故障，系统故障报警。LED电源故障：中继控制台对下位机发送的命令4次不成功后，则判定为故障，系统故障报警。
4.接口
有线局域网通信：上位PC机命令通过TCP/IP中的协议进行网络通信，中继控制台通过RJ45口接收网络信号。无线手机网络通信，上位PC机命令通过手机网络与中继器通信，中继控制台应具备信号接收模块。RS485串口通信，中继与下位电控器通过串口RS485通信，下带多个节点。串口参数：9600，8个数据位，1个起始位，1个停止位，无校验。 [科]
【关键词】LED系统；中继控制
1.LED智能调光控制系统的总体设计依据功能划分为四个部分
第一个部分为调光控制应用系统，该系统将安装在PC主机上，可选择通过互联网或者手机网络与中继器通信。通过此软件集中远程控制LED灯具。
第二个部分为中继控制台，该系统没有界面，通过以太网或无线方式实现与外界通信。一个中继控制台控制多台LED电控器，通过串口RS485与电控器连接进行通信，实现控制LED灯的可调光功能。中继控制台自己本身要集成输入设备，如按钮、开关或旋钮之类的，目的为了在调试时没有上层通信的情况下实现本地调光。
第三个部分为LED电源控制器，该控制器为受控端，前两部分为控制端，该控制器已具备调光、光衰检测、电流检测、电压检测等功能，能接收上位机的命令判定自身是否需要调整光亮度、或者进行电流电压检测。
第四部分为软件的设计：调光控制应用软件控制多个中继控制台，中继控制台下控制一组可有多达400个LED电源控制器，调光应用软件应该具备的基本功能有以下几点：初始化；九级调光；灯具检测；光模式；故障警报；调光记录/操作记录查看；故障记录查看；灯具位置变更；应急状态设置。
2.详细设计
通信模式切换：本系统中，中继器最是中转站，因此，每个功能基本都围绕中继器来说明。首先需要初始化：中继控制台没有人机界面，初始化的过程就是给中继控制和设备输入IP地址和给出设备号，设备号为电源控制器的设备ID号，为4个字节，每个中继控制台根据设备号范围，逐个将设备号同时询问本组400个LED电控器，符合的电控器将应答，则中继控制台记录电控器设备号。通过以上方式，每个控制台都可得到自己本组的所有电控器的设备号，数据记录在本地，并将数据上传到上层应用软件。应用软件列出指定中继控制台所管辖组的LED电控器设备号的列表，并能够打印出来，供工作人员跟踪电控器所处位置，并为其编上逻辑地址，然后手动录入到系统，逻辑地址设备号对应信息数据仍存储在中继控制台上。
调光软件界面应显示可九级调光功能，具体由操作员通过应用软件向中继控制台发送调光级别命令，中继控制台接收到命令后，统一向下属几百个LED电源控制器发送调光命令，每个中继控制台下的LED灯为一组，每组的亮度级别相同。每个中继控制台都有一个IP地址，中继控制台与PC主机组成局域网，每个调光命令都向指定的中级控制台发出。灯具检测功能，指远程通过应用软件选择所有或任意一个中继控制台下的任意一盏LED灯检测，可检测电流是否正常、电压是否正常、光衰是否正常、九级调光是否正常，检测到灯具故障时可报警。能够设定定期巡检的时间间隔，定期对每个灯具巡检，检测到灯具故障时可报警。调光模式有定时调光和即时调光两种，即时调光指的是上面的九级调光，由操作员选择对某组（中级控制台）LED灯调光或者具体某个的LED灯调光。定时调光，指按照设定好的时间段对应的亮度级别进行调光。把一天分为若干个时间段（具体分多少段，何时到何时为一个短，最好可以让用户自定义），然后为每个时间段设置一个亮度级别，并将这个设置存储到中级控制台上，中继控制台判断调光模式如果为定时调光，则使用此设置进行调光，由此中继控制台上必须有计时器，硬件上，中继控制台就需要有电子。中继器故障：调光控制应用系统软件要随时向每个中继器联系，如果有一个中继器在3分钟之内没有响应，而其他中继器有响应，则认为该中继器故障。如果调光控制软件无法与任何一个中继器联系，而通过无线网络能够与中继器通信，则判定该段线路发生故障，系统故障报警。一种是LED灯无响应故障（此故障可能是线路问题，也可能是电控器问题），故障是由中继器和各个电控器间不断询问应答时发现的故障，当询问到某个电控器无响应时，则连续四次询问，如果连续无响应则记录，并询问其他电控器，如果其他电控器有应答时，判定LED灯无响应故障。调光记录/操作记录查看：调光记录是存储在中继器上的，查看时要从中继器调。此记录包括调光模式的改变操作、手动调光的操作、定时调光、灯具检测/巡检的操作。即中继器记录了何时将调光模式从何种模式更改为何种模式；何时调整了哪盏灯的光亮度从几级到几级；何时对哪盏灯具做何种检测，检测结果如何。故障记录查看：前面故障报警功能中已说明此类信息是记录在中继控制台上的，用户需要时，从中继控制台中调出故障信息供查看。此信息记录的是何时哪台电源灯具设备出了何种故障
灯具位置变更：一般情况下，是不会轻易移动灯具位置的，所以灯具位置变更指的不是灯具移动了位置，而是指更换了灯具，需要将更换灯具的位置即逻辑地址写入新的电控器里。中继器也同时将该逻辑地址对应的设备号更改为新的设备号。应急响应，当发生意外事件如火警、交通事故，总控制台通过这个设置可以通过中继向所有受控端发送应急响应信号，将亮度调至100%的最高亮度，直到中继控制台收到恢复信号，受控端重新受控。通信模式切换，即以上所说的有线通信和无线通信方案间的切换，系统中应提供通信方案间的灵活切换功能。调光控制应用软件只是利用友好的人机交互界面通过网络远程控制中继器来实现对LED灯的调控，事实上中继控制台才是真正控制LED电控器的控制端。中继控制台可能受各种干扰造成死机，而总控室距离实际事发地点可能相隔几十公里甚至更远，希望能够由中继控制台系统自己判断系统是否死机，一旦判断出死机，则立即重启。要求中继从启动到系统能够运行的时间不能超过1分钟，因为如果超过1分钟可能被上层软件判定为中继器故障。以上很多地方都提到中继器需要有的存储功能，中继器是主要信息的存储区，中继器需存储本地控制下的电控器相关的所有信息。包括下属电控器的设备号（物理地址）及对应的逻辑地址、对下属电控器的操作信息，包括调光、检测、故障信息、当前中继器下属电控器的亮度级别等。本地控制中继器的本地控制应具有4种模式、9级调光。九级调光，是指中继器处于就地控制模式时，按下调光的按钮或旋钮就可以控制整组电控器的亮度级别。四种模式指的是： （1）远程控制模式；（2）就地控制模式；（3）自演模式；（4）关闭模式。前面两种模式从字面上就可以了解，远程控制模式是指中继器接受远程控制室的控制。就地控制模式指的是仅接受本地控制，可以使用九级调光按钮或旋钮控制整组电控器的亮度级别。自演模式，指的是当中继器选择此模式时，向下属所有电控器发送命令，使LED灯自动进行1到9级的亮度循环变换。关闭模式，指的是中继器仅受远程控制，第二种和第三种模式都不再起作用。这里要说明的一点是，第一种模式和第四种模式似乎很相像，其实区别在于，第一种模式仅表明接受远程控制，也就是说，第一种模式的状态下，中继器既接受远程控制信号，也接受本地控制信号。而第四种模式表明中继器仅接受远程控制信号。
3.前提和条件
断电：中继控制台应有断电存储功能，断电后，存储在中继控制台上的信息必须保留，同时保留下位终端机在断电前执行的最后一次命令，以便重新通电后能将下位终端LED电源的状态调整到断电前的状态。
应急响应：当接收到应急信号时，中继进入应急状态，不受远程控制，统一将LED电源灯的亮度调整到最亮，不处理其（下转第336页）（上接第319页）它任何命令，直到接收到恢复信号将中继控制台的状态调整回常态。断网：当中继器超过10分钟没有接收到上层软件发送的信息，则自动与上层软件联系，当超过4次无法联系时，即假定传输故障，中继器进入不受远程控状态，此时不再接受远程控制命令，直到手动将中继器调整回远程控制状态（这里需要考虑是否可以接受远程信号恢复到正常状态）。中继器故障：调光控制应用系统软件要定时向每个中继器联系，如果有一个中继器在5次联系之内没有响应，而其他中继器有响应，则认为该中继器故障。系统报故障警报。远程连接线路故障：如果调光控制软件无法与任何一个中继器联系，而通过无线网络能够与中继器通信，则判定该段线路发生故障，系统故障报警。LED电源故障：中继控制台对下位机发送的命令4次不成功后，则判定为故障，系统故障报警。
4.接口
有线局域网通信：上位PC机命令通过TCP/IP中的协议进行网络通信，中继控制台通过RJ45口接收网络信号。无线手机网络通信，上位PC机命令通过手机网络与中继器通信，中继控制台应具备信号接收模块。RS485串口通信，中继与下位电控器通过串口RS485通信，下带多个节点。串口参数：9600，8个数据位，1个起始位，1个停止位，无校验。 [科]