專利名稱：工礦燈照明能源控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工礦燈照明的自動(dòng)控制系統(tǒng)，尤其涉及利用單片機(jī)通信、局域網(wǎng) 應(yīng)用的照明自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
低碳經(jīng)濟(jì)是未來的發(fā)展方向，如何節(jié)約能耗是企業(yè)追求的目標(biāo)。據(jù)統(tǒng)計(jì)大型加工 企業(yè)工廠照明耗電量占企業(yè)總耗電量的30%以上，像汽車行業(yè)這種組裝性質(zhì)的行業(yè)更是達(dá) 到45%以上?，F(xiàn)有工礦燈具一般在安裝過后燈具功率即固定不變，或是可以小范圍單獨(dú)調(diào)節(jié)， 這樣的照明系統(tǒng)不僅控制不方便，而且往往浪費(fèi)大量的電能。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種工礦燈照明能源控 制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，借助LIN總線通信數(shù)據(jù)模式將若干個(gè)智能LED燈具組成網(wǎng)絡(luò)，集中控制管理， 以達(dá)到最大化的節(jié)能效果。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是將一個(gè)廠區(qū)內(nèi)所有燈具組成一個(gè)網(wǎng) 絡(luò)，借助LIN總線通信數(shù)據(jù)模式組合到一起，單通道總線環(huán)路中最多能支持16個(gè)分節(jié)點(diǎn)燈 具，每路總線電纜的長(zhǎng)度最多可以擴(kuò)展到40米，每路分節(jié)點(diǎn)受該路主節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一控制。本發(fā)明內(nèi)容包括中央控制器W ；第一路主節(jié)點(diǎn)A，第一路分節(jié)點(diǎn)Al、A2、A3……；第 二路主節(jié)點(diǎn)B，第二路分節(jié)點(diǎn)B1、B2、B3……；第三路主節(jié)點(diǎn)C，第三路分節(jié)點(diǎn)C1、C2、C3……； 等等。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)整體分組數(shù)量及每組節(jié)點(diǎn)數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際工廠布局情況靈活調(diào)整，一個(gè) 中央控制器W可以控制總計(jì)16個(gè)主節(jié)點(diǎn)；中央控制器W與各個(gè)主節(jié)點(diǎn)之間用LIN總線數(shù)據(jù) 模式通信，各個(gè)主節(jié)點(diǎn)與分節(jié)點(diǎn)之間也采用LIN總線數(shù)據(jù)模式通信，所以相應(yīng)節(jié)點(diǎn)之間連 線用一根導(dǎo)線即可實(shí)現(xiàn)。其中中央控制器W包括微控制器以及與其相連的LIN驅(qū)動(dòng)單元、恒壓電源單元、 系統(tǒng)檢測(cè)單元、故障報(bào)警單元。微控制器采用freescaleie位單片機(jī)MC9S12)(DP512，壽命 高，此芯片為汽車級(jí)的芯片，滿足惡劣環(huán)境下的使用要求，MC9S12)(DP512具有動(dòng)態(tài)內(nèi)存存取 (DMA)功能，中斷獨(dú)立于CPU運(yùn)行，XGate控制器可設(shè)定以執(zhí)行復(fù)雜的工作，所有這些特點(diǎn)決 定了 MC9S12)(DP512可以滿足這里要求很高的實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)。LIN驅(qū)動(dòng)單元所使用的芯片為TI公司的TPIC1021，獨(dú)立LIN 2. 0收發(fā)器通過提供 高達(dá)17kV的IEC和12kV的人體模型(HBM)靜電放電(ESD)保護(hù)功能，從而不再需要外部 保護(hù)元器件；恒壓電源單元芯片用infineon公司TLE6389，具有主輸出端關(guān)閉，輸出欠壓延 時(shí)重啟，短路保護(hù)等功能，可最大程度保護(hù)微控制器有效運(yùn)行；系統(tǒng)檢測(cè)單元，包含監(jiān)測(cè)整 個(gè)工作環(huán)境的感光傳感器，溫度傳感器等，系統(tǒng)檢測(cè)單元并非本發(fā)明核心部分，不做詳細(xì)說 明；故障報(bào)警單元，包含蜂鳴器及報(bào)警指示燈等，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到LIN通信數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)， 根據(jù)事先定義好的通信內(nèi)容，蜂鳴器出現(xiàn)不同聲音，同時(shí)數(shù)碼管顯示數(shù)值表示報(bào)警含義。
主節(jié)點(diǎn)包括微控制器以及與其相連的主LIN驅(qū)動(dòng)單元、從LIN驅(qū)動(dòng)單元、恒壓電 源單元。微控制器采用freescale Sbit單片機(jī)9S08AW32，同樣為汽車級(jí)的芯片，滿足惡劣 環(huán)境下的使用要求。主LIN驅(qū)動(dòng)單元與中央控制器的LIN驅(qū)動(dòng)單元相同，恒壓電源單元與 中央控制器的恒壓電源電源相同，故不再贅述；從LIN驅(qū)動(dòng)單元，同樣使用的芯片為TI公司 的TPIC1021，只是外圍電路略有不同，不需要總線上面接上拉電阻。分節(jié)點(diǎn)包括微控制器以及與其相連的LIN驅(qū)動(dòng)單元、恒壓電源單元、燈光驅(qū)動(dòng)單 元。微控制器采用freescale Sbit單片機(jī)9S08AW32，同樣為汽車級(jí)的芯片，滿足惡劣環(huán)境 下的使用要求。LIN驅(qū)動(dòng)單元與主節(jié)點(diǎn)從LIN驅(qū)動(dòng)單元相同，恒壓電源單元與中央控制器的 恒壓電源電源相同；燈光驅(qū)動(dòng)單元非本發(fā)明核心部分，不做詳細(xì)說明。本發(fā)明的有益效果是系統(tǒng)可靠性高，抗干擾性強(qiáng)，自己組成網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)，不依 賴外界，通用性好，組合性強(qiáng)，多個(gè)子網(wǎng)之間可以組合成更大的網(wǎng)絡(luò)，硬件資源少，各個(gè)節(jié)點(diǎn) 之間只需要一根金屬導(dǎo)線即可完成，靈活性大，可以根據(jù)實(shí)際廠區(qū)照明布局情況靈活增加 或減少節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，數(shù)據(jù)傳輸可靠性高，LIN2. 0的標(biāo)準(zhǔn)總線協(xié)議廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)，本發(fā) 明網(wǎng)絡(luò)協(xié)議采用LIN2. 0的數(shù)據(jù)傳輸定義，同時(shí)各個(gè)分節(jié)點(diǎn)又是可以獨(dú)立運(yùn)行的單片機(jī)結(jié) 構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)分節(jié)點(diǎn)向總節(jié)點(diǎn)的智能數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)雙向校驗(yàn)，大大提高系統(tǒng)的可靠性。


本發(fā)明有9幅附圖。圖1為本發(fā)明系統(tǒng)原理框圖；圖2為本發(fā)明中中央控制器W的原理框圖；圖3為本發(fā)明LIN驅(qū)動(dòng)單元的電路原理圖。圖4為本發(fā)明恒壓電源單元的電路原理圖。圖5為本發(fā)明故障報(bào)警單元的原理框圖。圖6為本發(fā)明主節(jié)點(diǎn)的原理框圖。圖7為本發(fā)明從LIN驅(qū)動(dòng)單元的電路原理圖。圖8為本發(fā)明分節(jié)點(diǎn)的原理框圖。圖9為本發(fā)明各驅(qū)動(dòng)單元連接的原理框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。如附圖1，本發(fā)明內(nèi)容包括中央控制器W;第一路主節(jié)點(diǎn)A，第一路分節(jié)點(diǎn)Al、A2、 A3……；第二路主節(jié)點(diǎn)B，第二路分節(jié)點(diǎn)B1、B2、B3……；第三路主節(jié)點(diǎn)C，第三路分節(jié)點(diǎn)Cl、 C2、C3……；等等。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)整體分組數(shù)量及每組節(jié)點(diǎn)數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際工廠布局情況靈活 調(diào)整，一個(gè)中央控制器可以控制總計(jì)16個(gè)主節(jié)點(diǎn)；中央控制器與各個(gè)主節(jié)點(diǎn)之間用LIN總 線數(shù)據(jù)模式通信，各個(gè)主節(jié)點(diǎn)與分節(jié)點(diǎn)之間也采用LIN總線數(shù)據(jù)模式通信，所以相應(yīng)節(jié)點(diǎn) 之間連線用一根導(dǎo)線即可實(shí)現(xiàn)。其中中央控制器W包括微控制器以及與其相連的LIN驅(qū)動(dòng)單元、恒壓電源單 元、系統(tǒng)檢測(cè)單元、故障報(bào)警單元。見附圖2所示，微控制器采用freescaleie位單片機(jī) MC9S12)(DP512，帶有串口通信功能，配合驅(qū)動(dòng)LIN芯片TPIC1021，實(shí)現(xiàn)中央控制器功能；此芯片為汽車級(jí)的芯片，滿足惡劣環(huán)境下的使用要求，MC9S12)(DP512具有動(dòng)態(tài)內(nèi)存存取 (DMA)功能，中斷獨(dú)立于CPU運(yùn)行，XGate控制器可設(shè)定以執(zhí)行復(fù)雜的工作，所有這些特點(diǎn)決 定了 MC9S12)(DP512可以滿足這里要求很高的實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)；LIN驅(qū)動(dòng)單元見附圖3，所使用的芯 片為TI公司的TPIC1021，獨(dú)立LIN 2. 0收發(fā)器通過提供高達(dá)17kV的IEC和12kV的人體 模型(HBM)靜電放電(ESD)保護(hù)功能，從而不再需要外部保護(hù)元器件；恒壓電源單元見附圖 4芯片用inf ineon公司TLE6389，具有主輸出端關(guān)閉，輸出欠壓延時(shí)重啟，短路保護(hù)等功能， 可最大程度保護(hù)微控制器有效運(yùn)行；系統(tǒng)檢測(cè)單元，包含監(jiān)測(cè)整個(gè)工作環(huán)境的光傳感器，溫 度傳感器等，系統(tǒng)檢測(cè)單元并非本發(fā)明核心部分，不做詳細(xì)說明；故障報(bào)警單元，包含蜂鳴 器及報(bào)警指示燈等，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到LIN通信數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，根據(jù)事先定義好的通信內(nèi)容， 蜂鳴器出現(xiàn)不同聲音，同時(shí)數(shù)碼管顯示數(shù)值表示報(bào)警含義，其示意圖見附圖5。主節(jié)點(diǎn)如附圖6包括微控制器以及與其相連的主LIN驅(qū)動(dòng)單元、從LIN驅(qū)動(dòng)單 元、恒壓電源單元。微控制器采用freescale ^it單片機(jī)9S08AW32，同樣為汽車級(jí)的芯片， 滿足惡劣環(huán)境下的使用要求。主LIN驅(qū)動(dòng)單元與中央控制器的LIN驅(qū)動(dòng)單元相同見附圖3， 恒壓電源單元與中央控制器的恒壓電源電源相同見附圖4，故不再贅述；從LIN驅(qū)動(dòng)單元， 同樣使用的芯片為TI公司的TPIC1021，只是外圍電路略有不同，不需要總線上面接上拉電 阻體見附圖7。分節(jié)點(diǎn)見附圖8包括微控制器以及與其相連的LIN驅(qū)動(dòng)單元、恒壓電源單元、燈 光驅(qū)動(dòng)單元。微控制器采用freescale Sbit單片機(jī)9S08AW32，同樣為汽車級(jí)的芯片，滿足 惡劣環(huán)境下的使用要求。LIN驅(qū)動(dòng)單元與主節(jié)點(diǎn)從LIN驅(qū)動(dòng)單元相同見附圖7，恒壓電源單 元與中央控制器的恒壓電源電源相同見附圖4，故不再贅述；燈光驅(qū)動(dòng)單元非本發(fā)明核心 部分，不做詳細(xì)說明。各部分驅(qū)動(dòng)單元連接的原理框圖見附圖9。本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例，任何在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu)思或者改 變，均列為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種工礦燈照明能源控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于將一個(gè)廠區(qū)內(nèi)所有燈具組成一個(gè) 網(wǎng)絡(luò)，借助LIN總線通信數(shù)據(jù)模式組合到一起，系統(tǒng)中央控制器W與各個(gè)主節(jié)點(diǎn)之間用LIN 總線數(shù)據(jù)模式通信，各個(gè)主節(jié)點(diǎn)與分節(jié)點(diǎn)之間也采用LIN總線數(shù)據(jù)模式通信；中央控制器 W包括微控制器以及與其相連的LIN驅(qū)動(dòng)單元、恒壓電源單元、系統(tǒng)檢測(cè)單元、故障報(bào)警單 元；主節(jié)點(diǎn)包括微控制器以及與其相連的主LIN驅(qū)動(dòng)單元、從LIN驅(qū)動(dòng)單元、恒壓電源單 元；分節(jié)點(diǎn)包括微控制器以及與其相連的LIN驅(qū)動(dòng)單元、恒壓電源單元、燈光驅(qū)動(dòng)單元。
2.如權(quán)利要求1所述的工礦燈照明能源控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述的LIN驅(qū) 動(dòng)單元所使用的芯片為TI公司的TPIC1021 ；所述的恒壓電源單元芯片用infineon公司 TLE6389;所述的系統(tǒng)檢測(cè)單元包含監(jiān)測(cè)整個(gè)工作環(huán)境的感光傳感器，溫度傳感器，所述的 故障報(bào)警單元，包含蜂鳴器及報(bào)警指示燈，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到LIN通信數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，根據(jù)事 先定義好的通信內(nèi)容，蜂鳴器出現(xiàn)不同聲音，同時(shí)數(shù)碼管顯示數(shù)值表示報(bào)警含義。
全文摘要
一種工礦燈照明能源控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將一個(gè)廠區(qū)內(nèi)所有燈具組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，借助LIN總線通信數(shù)據(jù)模式組合到一起，系統(tǒng)中央控制器W與各個(gè)主節(jié)點(diǎn)之間用LIN總線數(shù)據(jù)模式通信，各個(gè)主節(jié)點(diǎn)與分節(jié)點(diǎn)之間也采用LIN總線數(shù)據(jù)模式通信。整個(gè)系統(tǒng)可靠性高，抗干擾性強(qiáng)，自己組成網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)，不依賴外界，通用性好，組合性強(qiáng)，多個(gè)子網(wǎng)之間可以組合成更大的網(wǎng)絡(luò)，硬件資源少，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間只需要一根金屬導(dǎo)線即可完成，靈活性大，可以根據(jù)實(shí)際廠區(qū)照明布局情況靈活增加或減少節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，能為工礦照明節(jié)省大量的能源。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102043399SQ20101026200
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者葉威, 李志明 申請(qǐng)人:葉威, 李志明