1、    樓宇智能led控制系統分析    許寧摘 要：近年來我國經濟飛速發展，城市化進程加快，同時隨著科技的進步，led照明技術因其極好的照明和節能效果而得到了越來越廣泛的應用。本文針對現代智能樓宇led燈的應用需求，設計了一套樓宇智能led控制系統，該系統克服了傳統有線布置的弊端，可以滿足現代城市更加智能、綠色的使用需求。關鍵詞：智能；led照明；控制系統：tn92 ：a ：1671-2064（2017）02-0035-02相較于傳統照明中使用的白熾燈和熒光燈，led照明技術具有響應速度快、發光效率高、使用壽命長、節能環保等特點，越來越多的被投入應用中

2、去。根據led燈使用的時間、環境應用需求，設計一套智能的控制系統，可以充分發揮led燈的照明優勢，提高照明的舒適度，體現智能化的特點，同時還可以符合現代綠色低碳的生活理念。1 樓宇智能led控制系統概述目前，城市的照明中越來越多的選擇led技術，與大量的led燈相呼應的控制系統也正在朝著高度集成化和智能化的方向發展。目前的樓宇智能led照明系統多從傳統的燈光控制系統發展而來，但傳統控制系統良莠不齊，部分仍存在比較多的弊端，且沒有形成統一的行業標準。這些控制系統大多采取一個燈具配套一個控制器的方式，這種形式需要使用大量的控制器，需要對每個控制器進行單獨的編碼，不僅浪費資源，更拖慢了處理速度，亟待

3、進一步的改善。led技術作為新興的照明技術，擁有廣闊的發展前景，有逐漸取代傳統霓虹燈而成為主流的趨勢。目前使用的控制系統方案比較缺乏靈活性，智能播放提前預設好的幾種效果，無法滿足日益提高的用戶需求。2 樓宇智能led控制系統需求分析2.1 控制點數量多在實際的應用中，樓宇需要進行布線的樓層較多，每面墻均有幾十個窗口，因此控制點數量繁多，這就要求控制系統選擇一種穩定高效并且統一的網絡拓撲通信方式。2.2 動態性控制在實際應用中，要求所有的控制點都可以根據用戶的需求，按照預先設定的場景實現各種場景的組合和隨時控制開閉，做到動態性的控制。要做到這一點，首先需要有良好的人機界面作為基礎，其次，還需要開

4、發與之配套的動態演示機制和切換機制。2.3 同步性為了做到同時顯示正常畫面，完成樓宇智能控制系統的基本要求，場景顯示需要各個節點做到同時控制動作，需要完成這個要求，就需要在系統中做到安全的消息機制，并且需要做到同步的任務調度方式。2.4 實時性當樓宇led投入工作時，控制系統需要對其進行實時控制，在實際的應用當中，網絡傳輸可能會出現延遲，延遲抖動則會造成led無法正常顯示，所以必須將延遲控制在合理可控的范圍當中，并且需要考慮到網絡的實時性和穩定性的設計。3 樓宇智能led控制系統設計3.1 總體架構根據樓宇智能led控制系統的需求和控制對象的特點，將采用以太網進行網絡控制，下位機對各個節點則采

5、用直接控制端口的方式，并根據系統的需求作出相應調整。按照總線拓撲分析，控制系統整體上屬于星型拓撲，并且將該控制系統分為三個層次。第一層為監視控制層，主要負責完成led燈光的實時控制，包括發出燈光變換的效果，接受返回的故障信息等，為了防止誤操作等現象的出現，還需要設置一個實時控制機進行日常的控制，以提高系統的安全性。第二個部分是直接控制層，這一部分主要由網絡節點組成，是系統中最為核心的部分，負責對數據進行轉換等。主要通過并行和串行兩種控制方式對led燈的狀態進行調控和監測，接收和分析主機的命令，并及時向主機報告led燈的狀態。第三個部分是led燈的控制和顯示部分，主要包括所有的led燈具和控制它

6、們每一個的芯片，它將接收主機的顯示控制命令，對每一個節點進行控制，對獨立的燈具進行顯示和顏色的控制。3.2 網絡控制節點設計網絡控制節點的各種功能就是接收上位機的各種各樣的控制信息，并根據接收到的信息對該節點范圍內的燈具進行相應的控制，網絡控制節點本身不會發出任何信息，它是解析和中轉信息的一個關鍵部位。節點設計首先需要考慮的就是網絡節點上的數據量大小和更新速度，整個系統需要cpu處理器模塊、存儲模塊、網絡通信模塊和燈具控制模塊。對于cpu核心處理器，需要控制信號傳輸、快速數據傳遞，為做到以上要求需要包含cache。為保證led的電流穩定，可按照傳統的配電方式進行設計，通過對220v市電輸入的電

7、壓形成5v的恒壓源。在存儲模塊方面，需要一個配置存儲器epcs來專門保存fpga的配置信息，雖然flash也可以做到相應的功能，但會大大增加系統的開銷，所以本系統中選用了epcs的方法。網絡通信模塊主要根據信息的傳輸速度進行設計，為保證傳輸數據準確無誤，需要選用成熟穩定的以太網嵌入芯片以保證其穩定性。而燈具的控制模塊，要想實現所有燈具的并行控制，就需要對所有燈具進行與pwm模塊的直接連接，可以通過pwm的輸出變化來控制燈具的變化。網絡節點的軟件可以和硬件實現的功能互為補充，軟件的缺點是在穩定性方面不如硬件，而軟件除了需要保證穩定性，還需要實現收發處理數據、減少燈光顯示誤差、實現自動的連接和操作

8、等功能，同時還需要人工對各項功能進行測試。3.3 故障分析與報警控制系統可以及時檢測到控制點的實時工作狀態，可以對于線路老化、故障和短路等樓宇led使用中常見的現象進行洞察和分析，以保障亮燈率，更方便對其進行維修維護。同時還可以做到及時合理的開關燈，節能高效，避免更嚴重故障的發生。控制系統可以采集每一個控制點的信息，對于其中的異常部分，系統將自動報警，并將報警信息及時顯示在計算機屏幕上。當故障出現時，系統可以自動記錄故障發生的時間和位置，將報警的狀態及時加以記錄。同時，報警系統可以準確報告故障點的位置，方便對其進行維修。由于可以對每一個控制點加以控制，因此可以通過無線通訊設備與中心控制室及時聯系，隨時確認維修的故障點是否已經恢復正常等。4 結語當前，樓宇智能led控制系統已經廣泛的被大城市所采用，但技術方面還存在著亟待改進之處。本文分析了樓宇智能led控制系統的需求，并提出了一種節約成本、功耗較低、照明效率高并且兼顧穩定性和實用性的系統設計方法，解決了傳統景觀燈所存在的部分弊端，相信未來隨著技術的不斷發展，一體化的樓宇智能led控制時代將會到來。參考文獻：1徐志宇，胡明忠，丁曉炯，等.基于intb4tj工具箱的智能家居照度控制系統j.實驗室研究與探索，2014，33（4）：8