专利名称：一种基于can总线的智能照明控制系统的制作方法
技术领域：
本发明照明设备技术领域，具体地说是一种基于CAN总线的智能照明控制系统。
背景技术：
早在二十世纪九十年代初国际上就针对节约电能，保护环境的照明系统提出了 "绿色照明"的形象性说法。80年代末期， 一些发达国家如美国、日本、英国、荷兰等率先开 展了"绿色照明"的推广工作。 1996年10月由国家经贸委牵头，国家计委、科技部、建设部、信息产业部、农业部、 国家质量技术监督局、国家国内贸易局、国家电力公司、中国科学院、中国节能投资公司等 十几个部委和相关机构，共同启动了"中国绿色照明工程"。"中国绿色照明工程"旨在发展 和推广高效照明电器产品，节约照明用电，减少环境污染，满足人民群众日益增长的对照明 质量、照明环境和减少环境污染的需要，建立一个优质高效、经济舒适、安全可靠、有益环境 的照明系统。 目前，我国照明用电占建筑用电的20_30%，而目前几家专注于智能照明的电气公 司所生产的调光产品或场景控制器基本上都是开环控制，当人们进入工作区域，会按照需 要的工作需求来打开所需的光源，调节光源的光输出，使其达到所期望的照度水平，但一般 调好一个照度水平后，基本不会再根据室内的光线强度来改变，光线很好时更容易忽略去 调节光源的输出，这样不仅不会创造良好的、舒适的工作环境，而且还早成了不必要的能源 浪费和经济损失。另外增加了用电负荷，在增加额外的电力投资的同时，还造成了大量的污 染，据专家计算，每生产100亿千瓦点需耗煤500万吨，排放的烟尘就要5. 4万吨，二氧化硫 7. 8万吨，产生严重的酸雨，破坏了生态平衡。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述的不足而提供的一种基于CAN总线的智能照明控 制系统。 为实现上述目的，本发明提出一种基于CAN总线的智能照明控制系统，包括CAN总
线接口电路、微处理器、微处理器外围电路、执行模块及数据采集模块，其特征为所述CAN
总线接口电路、微处理器外围电路输入端连接微处理器，微处理器的输出端连接执行模块，
微处理器的输入端连接数据采集模块，所述CAN总线接口电路输出端连接PC机。 所述接微处理器采用C0MS工艺制造的8位单片机AT89C52作为核心控制芯片。 所述CAN总线接口电路包括CAN总线控制器、CAN总线收发器。 所述执行模块由开关控制电路和调光控制电路组成。 所述数据采集模块由照明检测模块和红外探测器模块组成。 所述CAN总线接口电路与PC机的连接方式通过一个转换器与PC机的串行口相连 接或在PC机的扩展槽里插入一块网络适配卡。 本发明的有益效果该系统是一种分布式的智能控制系统，与传统的照明控制系统相比克服了过多依赖控制者的个人能力、控制相对分散和无法有效管理、其适时性和自 动化程度较低等缺点，同时也实现了自动照明控制方式所不能实现的调光控制。其主要特 点概括如下 (1)照明控制器能够合理利用自然光，及时调节光源的输出使照度达到最合适的 水平，并且可以及时关闭无人房间的灯，因此，该照明控制系统在提供舒适的照度环境的同 时，还大大的节约了能源，响应了"中国绿色照明工程"。 (2)该系统是分布式的控制系统，控制器的控制功能进一步下放至最末端的灯具， 其上层管理软件是对控制的运行起监控与管理，从而提高了系统的可靠性和增加某些辅助 功能，但它不是中央式的控制系统，不会因监控管理系统本身有故障影响整个控制系统的 正常控制。 (3)本系统的突出特点就是CAN总线的应用。因为CAN总线具有实时性好，可靠性 高，配置灵活，抗干扰能力强等优点。因此将CAN总线技术应用到照明控制系统中可以有效 解决目前灯光控制系统中采用通信网络如RS-232, RS-485，20mA电流环等所普遍存在通信 距离短，数据传输速度慢，误码率高，可靠性差等问题。
图1为本发明的系统结构框架示意图。
具体实施例方式
如图1所示，一种基于CAN总线的智能照明控制系统，包括CAN总线接口电路、微 处理器、微处理器外围电路、执行模块及数据采集模块，所述CAN总线接口电路、微处理器 外围电路输入端连接微处理器，微处理器的输出端连接执行模块，微处理器的输入端连接 数据采集模块，所述CAN总线接口电路输出端连接PC机。所述接微处理器采用COMS工艺 制造的8位单片机AT89C52作为核心控制芯片。所述CAN总线接口电路包括CAN总线控制 器、CAN总线收发器。所述执行模块由开关控制电路和调光控制电路组成。所述数据采集 模块由照明检测模块和红外探测器模块组成。 CAN总线与PC机的连接方式有两种，其一，通过一个转换器与PC机的串行口相连 接；其二，在PC机的扩展槽里插入一块网络适配卡。在需交换的数据较大时，往往采用后一 种方法。考虑到系统的扩展性，即可以将整个大楼其他系统，如空调系统，电梯系统，抄表系 统等都挂接到CAN总线上，因此设计中采用了适配卡与PC机连接的方法。
按任务适配卡可以分为两种类型 ①仅用于CAN总线与上位机交换数据，适配卡只起数据转发的作用，即只收集CAN 总线上各个节点上的数据，转发给上位机，并把上位机的命令和数据转发给各节点。其电路 由CAN通信控制器、CAN物理接口 、 PC总线接口电路，少量的程序存储器及少量的数据缓冲 存储器等构成，称为非智能网络适配卡。 ②除了上述的数据交换任务外，还要完成对CAN总线上的用户系统的部分监控、 管理工作，称为智能适配卡。它可以减轻上位机的部分任务，提高系统的实时性。这种适配 卡需要有CPU、较大的程序存储器和数据存储器。 从本系统的需求与性能价格比考虑，决定选用前种非智能网络适配卡的方法来实现数据在CAN总线的传输。CAN通信适配卡已是成形产品，由专业厂家生产，当然，这部分也 可由设计人员自己设计，不过效果未必好，如果没有特别的应用上的原因采用专业厂商的 产品既节约时间又比较可靠。 本发明中采用北京华控公司生产的HK-CAN20C非智能隔离型CAN总线通讯板，它 是一种将CAN通讯协议与PC机ISA总线标准相连接的非智能CAN插卡，电路由CAN通信 控制器、CAN物理接口 、 PC总线接口电路，少量的程序存储器及少量的数据缓冲存储器等构 成，这里就不详细说明了。非智能CAN卡可以充分满足CAN网络高实时性的要求，通过该卡 可对现场具有CAN通讯接口的仪表和控制设备进行监控。
HK-CAN20通讯卡的性能指标 板上有DC/DC， CAN通讯无需外供电，适用于通用场合。
(1) ISA总线数据宽度8位 ISA总线中断设定范围IRQIO， IRQll， IRQ12, IRQ15 CAN网络通讯最高速率lKbit/s CAN网络接口控制器PhilipsS孙1000T CAN网络收发器Philips8 2C250 CAN网络连接器DB-9，针式 隔离耐压IOOOVDC HK-CAN20C板功耗(典型值)+5V， 200mA (2)驱动程序名称定义虚拟设备驱动(VXD):应用于Windows95/98 内核式驱动(SY S):应用于Windows98/NT/2000 DOS驱动程序适用于DOS环境 CAN总线通讯卡的工作原理 从功能上，HKCAN20C非智能隔离型CAN总线通讯板可分为二个部分ISA总线接口
部分和CAN网络通讯部分。 (l)ISA总线接口部分 ISA总线接口部分是HK-CAN20C板和PC机CPU之间交换数据的桥梁，HK-CAN20C 板和PC机CPU之间的数据交换是通过ISA总线电路实现的。ISA总线数据宽度为8位。
(2) CAN通讯部分 该部分实现了 CAN物理层和数据链路层协议，这部分功能受HK-CAN20C板内的控 制电路控制。 与CAN总线通信 本发明中上位机与现场节点的数据交换可借助CAN卡提供的驱动函数，可在VB下 调用CAN卡本身提供的DLL文件，在VB工程中加入该DLL文件，这样就可以像调用VB内函 数那样调用CAN卡的驱动函数，所以很方便的实现与下位的模块的数据交换。
上位机软件的编制过程中，实现与CAN总线的通信部分可以直接调用相应的函 数，如上位主机与CAN通信的主要任务对CAN适配卡的初始化、CAN信息包的发送、CAN信 息包的接收等，都有现成的函数可以使用。 对CAN通讯适配卡的初始化主要是初始化适配卡的各个寄存器，设置中断向量、通信卡的波特率以及中断屏蔽字等必要的参数，为正常通信做准备。实现CAN信息包的发 送，首先要确定信息包的11位信息标识符，填入帧头，并在数据域中填入需要发送的数据 信息，通过发送函数发送给所有CAN节点或特定的CAN节点上。而对于使用接收函数所接 收的CAN信息包，亦通过其11位信息标识符，判断其来源，对数据域的数据进行处理，取得 有效的信息，进行显示或存储，并按照控制需要发送控制指令。 上位主机正是通过对CAN驱动函数的不断调用，发送控制命令或参数设定命令给 现场控制模块；同时接收来自现场模块的各项参数数据信息及状态信息，进行分析处理，然 后按照系统的实际控制需要再给现场模块发送相应的命令，去很好的控制其工作状态，使 之满足现场应用的要求。
权利要求
一种基于CAN总线的智能照明控制系统，包括CAN总线接口电路、微处理器、微处理器外围电路、执行模块及数据采集模块，其特征为所述CAN总线接口电路、微处理器外围电路输入端连接微处理器，微处理器的输出端连接执行模块，微处理器的输入端连接数据采集模块，所述CAN总线接口电路输出端连接PC机。
2. 按权利要求1所述的一种基于CAN总线的智能照明控制系统，其特征为所述接微 处理器采用COMS工艺制造的8位单片机AT89C52作为核心控制芯片。
3. 按权利要求1所述的一种基于CAN总线的智能照明控制系统，其特征为所述CAN总 线接口电路包括CAN总线控制器、CAN总线收发器。
4. 按权利要求1所述的一种基于CAN总线的智能照明控制系统，其特征为所述执行 模块由开关控制电路和调光控制电路组成。
5. 按权利要求1所述的一种基于CAN总线的智能照明控制系统，其特征为所述数据 采集模块由照明检测模块和红外探测器模块组成。
6. 按权利要求1所述的一种基于CAN总线的智能照明控制系统，其特征为所述CAN总 线接口电路与PC机的连接方式通过一个转换器与PC机的串行口相连接或在PC机的扩展 槽里插入一块网络适配卡。
全文摘要
本发明涉及照明设备技术领域，具体地说是一种基于CAN总线的智能照明控制系统，所述CAN总线接口电路、微处理器外围电路输入端连接微处理器，微处理器的输出端连接执行模块，微处理器的输入端连接数据采集模块，所述CAN总线接口电路输出端连接PC机；本发明的有益效果该系统是一种分布式的智能控制系统，与传统的照明控制系统相比克服了过多依赖控制者的个人能力、控制相对分散和无法有效管理、其适时性和自动化程度较低等缺点，同时也实现了自动照明控制方式所不能实现的调光控制。
文档编号H05B37/02GK101742780SQ201010023170
公开日2010年6月16日 申请日期2010年1月22日 优先权日2010年1月22日
发明者吴迪, 周博, 楚舒宇, 水名岳, 王帅 申请人:上海恩济节能科技有限公司;徐志坚