物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的智能LED燈光控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1 系統(tǒng)介紹及原理

1.1 系統(tǒng)介紹 本系統(tǒng)主要包括平臺(tái)的光敏電阻、控制器及紅外傳感器等設(shè)備元件。本文主要設(shè)計(jì)部分為Niagara的邏輯程序，其在本軟件平臺(tái)上可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，以人員進(jìn)出為輸入，兩種模式兼容(手動(dòng)和自動(dòng)控制)，直觀地根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行綜合判定。在功能表中附有所智能照明設(shè)備使用時(shí)長(zhǎng)，并可通過(guò)工作時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行智能化歸結(jié)管理[2]。

1.2 工作原理 該平臺(tái)的系統(tǒng)硬件可分為3大部分，包括有LED驅(qū)動(dòng)、人體感應(yīng)、燈光強(qiáng)度[3]。而Niagara軟件可以將總線設(shè)置與非IP設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上，可使得Niagara軟件平臺(tái)與智能照明設(shè)備實(shí)現(xiàn)雙向通信，系統(tǒng)運(yùn)行流程圖如圖1所示。

該平臺(tái)系統(tǒng)運(yùn)行模式分為四個(gè)部分，包括有自動(dòng)控制模式、手動(dòng)控制模式、日程表、應(yīng)急照明模式[4]。其中自動(dòng)控制模式下，智能LED照明系統(tǒng)首先進(jìn)行信號(hào)源檢測(cè)，人員是否有進(jìn)出以及自然光照射之強(qiáng)度。當(dāng)熱源傳感器探明有人員進(jìn)出時(shí)，而且自然光強(qiáng)度小于300lx時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)智能LED燈光；手動(dòng)控制模式下，系統(tǒng)管理人員可通過(guò)按鍵手動(dòng)控制LED燈光的開(kāi)啟狀態(tài)；應(yīng)急照明模式分為2種模式，包括安保照明及應(yīng)急疏散照明，其會(huì)與消防和門(mén)禁系統(tǒng)形成聯(lián)動(dòng)行為，搜尋區(qū)域信號(hào)進(jìn)行救援工作順利開(kāi)展。日程表是為了增加Niagara平臺(tái)系統(tǒng)的靈活性，通過(guò)日程表或記事本進(jìn)行特殊時(shí)間或事件管理，并且具自動(dòng)與手動(dòng)調(diào)節(jié)兩種模式。

2 控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 手動(dòng)控制系統(tǒng) 在手動(dòng)控制程序上，在該軟件平臺(tái)通過(guò)OverrideSwitch邏輯程序得以實(shí)現(xiàn)，功能設(shè)置如表1所示，其可根據(jù)系統(tǒng)模式進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)緊急啟動(dòng)亦或是緊急制動(dòng)功能，確保智能照明系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

表1 手動(dòng)控制系統(tǒng)

2.2 自動(dòng)控制系統(tǒng) 自動(dòng)控制的主體程序系統(tǒng)是對(duì)LED智能光控的控制設(shè)計(jì)，其中紅外人體感應(yīng)使用布爾模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，自然光強(qiáng)度檢測(cè)模塊則由數(shù)據(jù)模塊式實(shí)現(xiàn)。自然光檢測(cè)模塊目的是使照明標(biāo)準(zhǔn)值與探測(cè)出的自然光強(qiáng)度做對(duì)比，如某小區(qū)樓梯道的標(biāo)準(zhǔn)照明值強(qiáng)度為200lx，因此可設(shè)置Inb為標(biāo)準(zhǔn)值200lx。并且同時(shí)將自然光檢測(cè)模塊與紅外人體感應(yīng)模塊聯(lián)結(jié)至邏輯程序當(dāng)中，最后輸送指令至LED智能照明設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)智能照明。

當(dāng)自然光檢測(cè)程序系統(tǒng)為150lx時(shí)，強(qiáng)度值未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，邏輯模塊輸入為“非”，需要經(jīng)判斷輸出為“True”即自然光強(qiáng)度檢測(cè)模塊需要開(kāi)啟燈光。而且此時(shí)此刻，紅外人體感應(yīng)檢測(cè)到有人員進(jìn)出時(shí)，信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)程序模塊判斷輸出為“True”，隨后將按照邏輯設(shè)計(jì)優(yōu)先界別排列，實(shí)時(shí)啟動(dòng)智能LED智能設(shè)備。同時(shí)在邏輯程序控制當(dāng)中，加入相應(yīng)控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，參數(shù)如下所示：P值為80，I值平均值為1.9，D值為0.3，詳見(jiàn)圖2。在該值下，實(shí)際控制值達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)值前的過(guò)程是漸進(jìn)的，因?yàn)闈u進(jìn)式調(diào)節(jié)智能LED燈光可以減少人員的不適感，亦可以延長(zhǎng)智能設(shè)備的使用壽命。

圖2 自動(dòng)控制系統(tǒng)

2.3 硬件配置

(1)紅外人體感應(yīng)檢測(cè)系統(tǒng)。在傳感器探測(cè)范圍內(nèi)，可以檢測(cè)進(jìn)出人員紅外熱感能量的存在，并可以將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)持續(xù)傳出，經(jīng)檢測(cè)電路之后可標(biāo)識(shí)人員活動(dòng)軌跡。(2)自然光強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)。選取對(duì)光線敏感度高的光敏電阻作為傳感器，首先測(cè)出在不同自然光強(qiáng)度照射下所測(cè)量記出的電阻值，在交直流電中并聯(lián)相應(yīng)的光敏電阻，將不同的電阻值轉(zhuǎn)換為電流值，并且進(jìn)行相應(yīng)的電流電壓信號(hào)處理[5]。

3 結(jié)論

筆者通過(guò)對(duì)Niagara平臺(tái)軟件的系統(tǒng)優(yōu)化，對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)的智能LED燈光進(jìn)行了系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了軟件與硬件間的有機(jī)整合，該系統(tǒng)模塊集手動(dòng)、自動(dòng)、操作記憶為一體，為智能化燈光系統(tǒng)發(fā)展提供了良好的理論與現(xiàn)實(shí)依據(jù)。