基于Device Net總線的智能照明控制系統(tǒng)

長春科技學院智能制造學院 楊盛博

本文采用Device Net總線進行智能照明控制器設計。從結構框圖入手，結合硬件系統(tǒng)元件（包括處理器、人機交互單元、Device Net通信模塊）。設計出了硬件電路，在硬件電路上，對電路的每個部分進行結構、功能分析。設計了系統(tǒng)軟件，從傳輸模式、從接收模式、主傳輸模式和主接收模式進行研究。

隨著綠色照明技術的飛速發(fā)展，智能導體是其中的重要組成部分。光滿足了人類視覺的需要，還滿足藝術的需求，創(chuàng)造多彩的藝術理念，給人視覺享受。智能型照明控制的目標是延長光源的能量壽命，控制光源，提高照明質量，實現(xiàn)許多創(chuàng)造性的應用[1]，從而結合導航和遠程照明功能的優(yōu)秀的設計導航驅動程序制作了一個照明操縱的信標。

1 智能照明控制器的基本結構

系統(tǒng)具有卓越的導航控制器，包括傳感器、通訊電路、人與人之間的接口、新陳代謝電路。其結構如圖1所示。

圖1 智能照明控制器框圖Fig.1 Block diagram of intelligent lighting controller

布賴恩投影儀在感知光的模塊中檢測光，并將其結果發(fā)送到處理器，根據(jù)照明控制系統(tǒng)的輸出控制，可以使用間歇天來控制內部照明，管理者可以通過接口在實際時間內調查信息，并實時通過改變亮度值來實現(xiàn)節(jié)能。微型處理器通過CAN總線收發(fā)器將子節(jié)點數(shù)據(jù)傳送到Device Net網(wǎng)絡系統(tǒng)中[2]。其他子節(jié)點可以接收數(shù)據(jù)，并且可以調整子節(jié)點管轄下的照明，上級設備可以通過Device Net網(wǎng)絡實時控制各子節(jié)點的數(shù)據(jù)，提供控制和搜索的管理模式。

2 硬件系統(tǒng)元件選型

分析系統(tǒng)的性能參數(shù)，選擇了適當?shù)挠布到y(tǒng)部件。

2.1 處理器

核心處理器是ST公司生產的STM32-F103ZET6，具有32位brarc-3-m3-cleus的核心是一個基于哈佛架構的3口徑系統(tǒng)。核心功能為分報合一、重復一次，在硬件上，在數(shù)據(jù)庫建立過程中不斷完善。STM32模塊顯示了處理器的數(shù)據(jù)處理功能，STM32處理器具有豐富的芯片、I/O頻道、DMA控制器、FMC等外部設置資源，支持多種通信協(xié)議。處理器充分利用芯片資源，完成總線數(shù)據(jù)傳輸[3]。

(1)能量消耗少，性能好。(2)有閃存512K和64Kslam的內存。(3)2個12微秒的A/D轉換通道和2個12比特D/A變頻器。(4)茶館香、多功能高速輸入輸出I/O端口，都利用5V信號電源攜帶了16個外部接口。(5)13個通信接口包括3個SPE接口、5個USART接口、3個USB 2.0接口、2個I2C接口。(6)系統(tǒng)運行時間可以長達11小時。

2.2 人機交互單元

電腦和模塊的交互系統(tǒng)使用2.8英寸液晶屏幕，主芯片使用IL 9320，具有位置變化快、準確等優(yōu)點，使用時會有一定的效果。

(1)支持240(RGB)×320分辨率。(2)262144彩色系統(tǒng)芯片由720頻道源驅動程序、320頻道網(wǎng)格驅動程序、172800圖形數(shù)據(jù)字節(jié)、電路驅動程序組成。(3)LCD屏幕可通過I2C或外部SPI接口進行操作。

2.3 Device Net通訊模塊

Device Net通信模塊使用廣州地區(qū)一元的XGate-DVN10協(xié)議轉換模塊，XGate-DVN10支持128字節(jié)的I/O報告和250字節(jié)的明確報告，適應各種有強烈干涉的產業(yè)情況。在集成板傳輸電路中，適合使用。該模塊不需要再開發(fā)，可以很容易地連接到一個端口，外部連接，xgate彎曲的連接組可以收集明確的信息，收集的過程包括存儲和循環(huán)。服務器支持是客戶端支持，所以很明確。

如圖2所示，XGate-DVN10需要CAN總線收發(fā)器芯片，但CTM8251是拖把芯片，該芯片適合CAN總線特定、接收和必要的連接，是將推進器轉換為遠程等級，具有可區(qū)分為直流250V電壓的功能。

圖2 XGate-DVN10典型連接Fig.2 XGate-DVN10 typical connection

3 硬件電路設計

3.1 硬件最小電路系統(tǒng)設計

系統(tǒng)以智能型燈控制為核心部件，由系統(tǒng)處理電路、系統(tǒng)時鐘、系統(tǒng)重置、電源、電源應用程序等電路構成[4]，上層系統(tǒng)的最小設計圖，如圖3所示。

(1)工作表。圖3表示了STM32過程和Y2最小系統(tǒng)是動態(tài)系統(tǒng)，Y1提供32768Hz的低動作切削，Y2是提供8MHz頻率的高速估計值，ahb/ab2以最大速度動作。

圖3 處理器硬件最小電路系統(tǒng)示意圖Fig.3 Schematic diagram of processor hardware minimum circuit system

(2)啟動模式。內存啟動方法不同，STM32具有B00T0、BOOT1和BOOT2這三種啟動模式。

(3)重新獲取。當需要調回處理器時，NRST的領導力水平會降低，該系統(tǒng)由R7和CL2組成RC振動電路，以20M以下的低節(jié)拍完成重置。

(4)JTAG接口。STM32設備支持JTAG協(xié)議，而JTAG是STM32進程的默認調試接口，8節(jié)JTAG電池所示，3-5-5接口協(xié)議是一個標準的JG接口對應，類似于相應的設備，默認數(shù)據(jù)庫，將蓄電池連接到蓄電池電源系統(tǒng)中。

3.2 LCD顯示接口

使用IL9320 320×240-0電腦芯片，18位，16位，支持8-4位數(shù)據(jù)寬度。有4個接口，模塊中有終端設備[5]。如果前部有，則RS作為基層設備控制狀態(tài)控制，WR是基層驅動器的設備，RD作為讀取長度設置在IC屏幕上。D0～D15是數(shù)據(jù)移動設備。使用黑色背光開關可在線條上記錄數(shù)據(jù)。

3.3 照度傳感器接口

系統(tǒng)中使用的光傳感器，在一個電路中用模塊進行包裝，并運行5個接口。傳感器可以使用16個固定的密位轉換器直接發(fā)送數(shù)字信號到SCL，SCL可以使用I2C時鐘，SDA可以使用I2C數(shù)據(jù)節(jié)，ADDR通過I2C通信定義和記錄，光傳感器的DVI接口在使用時連接增加的亮度和接口，將0.4V的壓力提供給DVI接口，I2C接口可以使用等級轉換電路任意連接模塊，MCU5V電源系統(tǒng)。

3.4 串口通信系統(tǒng)設計

串行通信系統(tǒng)分為串行通信接口和母線串行通信接口。

(1)串行通信接口。最小系統(tǒng)和Device Net通信模塊是串聯(lián)連接的，Device Net通信電路是以調制方式分別設計的，系統(tǒng)可以使用串行通信接口與Device Net通信電路交換決斗數(shù)據(jù)，完成rx數(shù)據(jù)的串聯(lián)輸入。MAX232用作RS232級變頻器芯片，可與設備的網(wǎng)絡通信電路進行異步串行通信。

(2)串行通信母線接口。由于使用了USB驅動器的系統(tǒng)電源，所以很容易擴展，并且設計了USB通信設備的環(huán)，可以通過USB通信設備簡單獲得，并且可以選擇跳躍方式。

3.5 Device Net總線通信接口

基礎運輸和上級設備對各個節(jié)點的監(jiān)視是由Device Net母線實現(xiàn)的，設備網(wǎng)絡媒介的穩(wěn)定性直接影響整個系統(tǒng)的功能，硬件部分基本上是繼承了Rocan總線的硬件結構，實現(xiàn)了CAN總線所沒有的基本動作功能[6]，特別是接收信號和接收信息，控制了接入燈的物理功能，硬件為了保證適當?shù)耐ㄐ?，需要有足夠的預備和較高的動作速度。

在Device Net通信接口設計中，使用XGate-DVN10將機器模塊作為接口設計的核心，整合母線控制器，整合Device Net通信協(xié)議，不需要第二次開發(fā)，大大減少了系統(tǒng)開發(fā)的復雜性。

4 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)

系統(tǒng)軟件的實現(xiàn)主要是采礦收集、人與機器的相互作用、完成Device Net網(wǎng)絡通信等功能。執(zhí)行照明及通信采集模塊的功能。調試可以通過Device Net網(wǎng)絡將照明數(shù)據(jù)傳送到上層設備和其他網(wǎng)絡節(jié)點。

4.1 處理器的初始化

啟動系統(tǒng)的第一步是啟動流程。主啟動程序包含庫文件和第一個文件。ST提供了第一個文件，引導文件，觀看和配置驅動程序，RCC設置，總線I2C能力，GPIO功能，開始文件，提供系統(tǒng)功能，系統(tǒng)啟動后需要安裝系統(tǒng)，高速8MHz，低速32.768kHz。

4.2 采光

照明系統(tǒng)利用BL750模塊的光傳感器發(fā)生器進行聚光。BH1750選擇了同步AD16位，支持I2C總線接口。在光電路中，記錄控制和傳感器通過I2C總線傳送。STM32具有I2C硬件接口，軟件更容易實現(xiàn)。

I2C可以選擇傳輸模式、接收模式、所擁有者模式等模式，I2C接口總是在所選擇的模式下開始向I2C接口傳送數(shù)據(jù)這些條件完全由軟件停止，并在主政權中創(chuàng)造。I2C接口可以識別用戶的地址（7位或10位）和電話地址，軟件可以控制地址來啟用或禁用轉接呼叫。數(shù)據(jù)和地址以8位/字節(jié)的方式傳輸，8個時鐘周期，9個字節(jié)，接收機向發(fā)射機發(fā)回一個ACK位信號。

5 結語

本文通過介紹Device Net媒體協(xié)議，設計了基于Device Net的照明控制系統(tǒng)。完成了照明系統(tǒng)中計算機交互設計和網(wǎng)絡模塊的設計，通過調整，完成了導航驅動和設備網(wǎng)的通信功能。