安徽照明智能控制系统-江西智能照明管理系统

易斯特科技以“打造行业优异，满足客户需求”为使命。公司拥有高素质的员工队伍，电子设备及其它周边配件产品的生产水平，产品主销北京;重庆;河北;山西;陕西。我司不断地对产品开拓创新，以技术为核心、视质量为生命、奉用户为上帝，竭诚为您提供性价比好的产品。

安徽照明智能控制系统-江西智能照明管理系统。 易斯特（西安）智能科技有限公司成立于2017-08-24，发展至今已拥有大量智能照明控制系统拥护者。我们的服务是全程的，服务的观念贯穿到产品生产经营的各个环节。为客户提供精良的智能照明控制系统及服务，多方位满足客户的要求是我们的原则。公司凭借一支可靠高能的员工队伍，使得产品销售遍布维修安装服务领域，广泛销售各地，为加速行业发展做着不懈的努力。

1、绿色照明的应用

目前来说，大力倡导节能减排，并着力发展绿色照明技术。绿色照明提倡在保障照明质量的同时，尽量减少能源的消耗，以达到节能环保的有效目的。积极注重绿色照明工程的开展，并充分吸收借鉴国内外技术和经验，着力于营造较为良好的照明环境，从而促进我国真正得以实现有效可持续发展。随着绿色照明理念的进一步推广，我国绿色照明工程逐渐兴起，并取得了良好的应用效果。通过开发照明产品，能够使节能效率大大提升，据统计，通过采用良好的节能产品相较于之前能够节能超过80%，这表明在绿色照明方面具有十分广阔的发展潜力。

相关数据显示，照明在我们的用电量占到12%，道路照明更是占到了其中的30%，每个城市现在都存在或多或少的电力缺口问题，面临着节能减排的压力。因此，当节能成为成为关系到电力缺失、市场竞争能力、环境保护等社会可持续发展的重大问题时，“智能照明”在智慧城市中的建设和改造也就成为城市发展的必然。

安徽照明智能控制系统-江西智能照明管理系统。

1 系统方案概述

本文的智能照明控制系统由无线传感器网络、OPC服务器和用户界面三部分组成。

底层的无线网络采用星型结构，包括一个基站和多个。其中，从站与被控LED灯连接并将灯的状态信息传送给基站。基站通过RS232与PC机相连，将接受的控制命令下达给从站。系统使用ATmega16L单片机和nRF905无线射频模块构成工作于433MHz的无线网络节点，两者通过SPI串行口相连。

图1 节点结构

上位机中具有专门开发的OPC DA服务器。OPC 服务器与组态软件中开发的用户界面之间采用OPC技术通信，与无线网络中的基站之间采用RS232串行通信。OPC服务器负责将用户下达的控制命令传送给无线网络中的基站，并将基站传输的设备状态上传至用户界面显示。

在组态软件中开发的用户界面能实时准确的显示设备状态，并可实现对LED灯的组合控制、温度控制、PWM控制、定时控制及操作记录等功能。

2 系统软件设计

2.1 无线传感器网络设计

无线传感器网络是由一些低功耗、低成本、体积小的传感器节点，以无线通讯方式组成的网络，融合传感器技术、信息处理技术、嵌入式技术和网络通信技术，实现信息的采集、处理、传输及应用，具有施工成本低、系统扩展性好、运行维护易等优点。本系统的无线网络结构设计如下：

1）网络拓扑

系统无线网络采用星型结构，有基站和从站两类节点。基站与各从站间进行双向通信，从站互不通信。网络中的每个节点都配有ID地址，有接收、发送两种状态，默认处于接收状态。

2）MAC层协议

为避免多个从站同时向基站发送信息导致信道冲突，且照明系统对控制时延性要求不高，所以网络MAC层采用非坚持CSMA/CA协议。通信前，节点先利用nRF905的载波检测引脚CD信道是否空闲，若空气中有同频信号则CD自动置高。若信道忙碌则节点随机延迟一段时间后再重新。

信道空闲时，节点并不立即发送，而是采取的退避机制，将信道冲突的概率降至小。因为当某从站与基站通信完毕的瞬间，可能有多个要发送数据的从站同时到信道空闲，此时信道冲突的可能性大，所以节点随机退避一段时间后再进行发送。

这里采用二进制指数退避算法BEB，设争用期（即节点发出数据至接收到信道冲突的时间）为2t，各站重传次数为N,从整数集合0,1,…,(2N-1)中随机取数，记为R。节点重传产生的时延D为2t的R倍，即D=R×2t。

站点在发送前若检测到信道空闲，就立即启动退避计数器，只要信道空闲，退避计数器就递减，若退避过程中检测到信道被占用则暂停退避计数器并保持计数器值不变，当信道重新空闲时在原有计数值基础上再次启动退避计数器，当计数值减到零时节点发送数据。

4）差错控制

在差错控制方面，系统采取数据重发机制与nRF905自身CRC校验相结合的方式。从站在发送RTS或DATA后，若在时间内没有收到基站的CTS或ACK，则重新发送传输失败的帧，直到接收到回复或重发次数达到设定值。

另外，nRF905提供对CRC校验的硬件支持，通过设置RF配置寄存器中的CRC_MODE值，采取8位CRC校验。当接收的数据CRC校验出错时，nRF905会自动丢弃错误帧。

5）数据传输

系统有两种数据传输模式：点播和广播。点播是指基站向指定从站发送命令或某一从站向基站传输数据，是点对点通信。广播是指基站向所有从站发送命令，此时目的地址为统一值，是点对多点通信。

6）通信帧

系统有两种帧类型，分别是控制帧RTS、CTS、ACK和数据帧DATA。其中，前导码表明帧的开始；源地址为发送的设备地址；目的地址为接收的设备地址；帧类别说明此帧的功能；有效数据是传输的具体内容；结束码表明此帧的结束。

2.2 OPC DA服务器

OPC技术是用于过程控制的对象链接与嵌入技术，其以COM/DCOM/COM+技术为基础，采用服务器/客户端模式。本系统针对智能照明控制系统的需求，开发专门的OPC DA服务器，设计如下。

图6 OPC DA服务器结构图

1）OPC对象与接口

系统编写实现OPC DA服务器的定制接口，采用E形式，以OPC3.0规范为标准，向下兼容OPC2.0版。系统的OPC对象与接口包括OPC Server、OPC Group和OPC Item三种对象。

其中，OPC Server和OPC Group为标准COM对象，服务器对象不支持聚合，支持连接点机制。组对象支持聚合、连接点机制。项对象不是标准的COM对象，通过一个类进行描述，在类中定义项对象的属性和操作方法。

系统OPC Server对象实现的接口包括：IOPCServer、IOPCommon、IOPCBrowseServerAddressSpace、IOPCItemIO 、IOPCItemProperties及IOPCBrowse。OPC Group对象实现的接口包括：IOPCItemMgt、IOPCItemDeadbandMgt、IOPCGroupStateMgt2、IOPCGroupStateMgt、 IOPCSyncIO、 IOPCSyncIO2、IOPCAsyncIO、 IOPCAsyncIO2及IOPCAsyncIO3。

2）服务器地址空间

系统的服务器地址空间由OPC服务器内所有可读写的数据项组成，根据实际情况预先设计，采用树型结构。整个服务器地址空间使用一个自定义的结构体数组进行存储，其结构体成员包括：结点的ID号、结点的名字、父结点的ID号、左子女结点的ID号和右兄弟结点的ID号。后，系统通过定义一个类对服务器地址空间进行管理。

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