论文部分内容阅读
近年来照明控制系统标准不断提高,传统的照明方式已经无法满足人们的要求。利用发展迅速的嵌入式技术、通信技术和移动互联网技术,实现室内照明系统的远程化、智能化和节能环保化是现代化城市的重要标志之一。本文通过综合分析目前照明系统的需求以及室内电力线路的布局情况,提出了一种基于电力线载波通信的智能调光系统,其目的是将电力线载波(Power Line Carrier,简称PLC)技术引入到照明系统当中,充分复用室内现有的电力线路来实现对照明设备的集中管控,并通过嵌入式智能网关服务器为用户提供远程访问服务。该系统主要由智能网关服务器、PLC灯控节点和远程Web应用三大部分构成。它们之间通过电力线载波技术、WIFI/GPRS-Internet技术进行通信,并通过制定通用、合理的系统通信规约,从而实现对整个照明系统的可靠监控。PLC灯控节点是带有电力线载波通信能力的单灯控制节点,在其设计中给出了详细的硬件设计原理图和软件流程图。其中硬件设计包括LME2200C载波芯片外围耦合与收发电路、ATmega16微控制器最小系统电路、电源电路、PWM调光电路等几个部分。软件设计部分采用状态机模型框架,并采用模块化编程思想,主要设计和实现了主程序、帧过滤子程序、命令执行子程序和串口中断服务子程序等。智能网关服务器是采用S3C6410+Android搭建的嵌入式系统,它是整个调光系统的核心部分,涉及到的数据业务最为复杂。按照功能层次将其划分为Boa嵌入式Web服务器、CGI程序、PLC通信守护程序和本地触摸屏监控程序,并将委托设计模式和MVC模型引入到其软件设计中。PLC通信守护程序作为独立的后台服务进程,通过Linux消息队列机制来接收CGI程序和本地监控程序传递过来的用户请求,并统一进行处理,各软件模块之间实现了低耦合,调用关系变得清晰有序。另外,所有的Web页面和数据库均存在于智能网关服务器上,并通过Boa服务器为用户提供Web远程访问服务。远程Web应用基于AJAX技术实现,采用HTML+DIV+CSS模式设计了调光控制、情景模式和定时开关灯等页面,并编写内嵌的Javascript脚本代码实现与智能网关服务器的数据交互和页面的动态更新。最后,对整个调光系统搭建了测试平台,并对系统功能和性能进行了验证。通过多次测试,证明所设计的智能调光系统完成了远程精确调光控制、情景模式设置和定时开关灯等主要功能。测试结果表明,该系统工作稳定,能够满足实际的应用需求,并且节能环保,具有一定的推广价值。