甘肅照明智能控制系統-河南智能照明控制器-鄭州智能照明控制器

易斯特（西安）智能科技有限公司坐落在高新區唐延路25號銀河科技大廈，交通方便。公司自成立以來，始終實行現代化管理，建立了一套完整的工作管理體系，包括嚴謹的質量控制體系、項目管理體系和售前售后服務體系。在維修安裝服務行業擁有扎實的技術基礎，屬于智能照明控制系統。

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隨著智能照明行業的快速發展，智能照明控制系統的技術和市場需求也在不斷升級。智能照明控制系統由于其功能豐富、智能便捷的特性，應用較為廣泛，涉及領域很廣。本篇就來說說智能照明控制系統的應用場景。

目前智能照明產品主要分布于四大領域:工業及商業領域、住宅及家居領域、戶外照明領域和公共照明領域，其中工業及商業領域是智能照明大的應用領域，住宅及家居領域目前是智能照明增長快的領域。2018年我國工商業領域智能照明產業規模為228.4億元，占比為58.97%；家居照明領域規模為77.6億元，占比為20.01%。下面就來說說智能照明系統的具體應用。

智能照明控制系統由無線傳感器網絡、OPC DA服務器和用戶界面組成。無線傳感器網絡采用星型結構，由ATmega16L和nRF905組成網絡節點控制LED燈。無線網絡中的基站通過RS232連接PC機中的OPC DA服務器。OPC服務器將設備狀態傳遞給用戶界面，并將接收的控制命令下達給無線網絡節點。利用nRF905無線模塊模擬組建一個智能照明控制系統，運行結果表明，系統具有良好的可擴展性。

智能照明控制在我國存在發展潛力及重要現實意義。本文將無線傳感器網絡、OPC通信與照明控制技術相結合，設計一套智能照明控制系統，實現燈具自動控制，提高系統管理水平。

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2 系統軟件設計

2.1 無線傳感器網絡設計

無線傳感器網絡是由一些低功耗、低成本、體積小的傳感器節點，以無線通訊方式組成的網絡，融合傳感器技術、信息處理技術、嵌入式技術和網絡通信技術，實現信息的采集、處理、傳輸及應用，具有施工成本低、系統擴展性好、運行維護易等優點。本系統的無線網絡結構設計如下：

1）網絡拓撲

系統無線網絡采用星型結構，有基站和從站兩類節點?；九c各從站間進行雙向通信，從站互不通信。網絡中的每個節點都配有ID地址，有接收、發送兩種狀態，默認處于接收狀態。

2）MAC層協議

為避免多個從站同時向基站發送信息導致信道沖突，且照明系統對控制時延性要求不高，所以網絡MAC層采用非堅持CSMA/CA協議。通信前，節點先利用nRF905的載波檢測引腳CD信道是否空閑，若空氣中有同頻信號則CD自動置高。若信道忙碌則節點隨機延遲一段時間后再重新。

信道空閑時，節點并不立即發送，而是采取的退避機制，將信道沖突的概率降至小。因為當某從站與基站通信完畢的瞬間，可能有多個要發送數據的從站同時到信道空閑，此時信道沖突的可能性大，所以節點隨機退避一段時間后再進行發送。

這里采用二進制指數退避算法BEB，設爭用期（即節點發出數據至接收到信道沖突的時間）為2t，各站重傳次數為N,從整數集合0,1,…,(2N-1)中隨機取數，記為R。節點重傳產生的時延D為2t的R倍，即D=R×2t。

站點在發送前若檢測到信道空閑，就立即啟動退避計數器，只要信道空閑，退避計數器就遞減，若退避過程中檢測到信道被占用則暫停退避計數器并保持計數器值不變，當信道重新空閑時在原有計數值基礎上再次啟動退避計數器，當計數值減到零時節點發送數據。

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4）差錯控制

在差錯控制方面，系統采取數據重發機制與nRF905自身CRC校驗相結合的方式。從站在發送RTS或DATA后，若在時間內沒有收到基站的CTS或ACK，則重新發送傳輸失敗的幀，直到接收到回復或重發次數達到設定值。

另外，nRF905提供對CRC校驗的硬件支持，通過設置RF配置寄存器中的CRC_MODE值，采取8位CRC校驗。當接收的數據CRC校驗出錯時，nRF905會自動丟棄錯誤幀。

5）數據傳輸

系統有兩種數據傳輸模式：點播和廣播。點播是指基站向指定從站發送命令或某一從站向基站傳輸數據，是點對點通信。廣播是指基站向所有從站發送命令，此時目的地址為統一值，是點對多點通信。

6）通信幀

系統有兩種幀類型，分別是控制幀RTS、CTS、ACK和數據幀DATA。其中，前導碼表明幀的開始；源地址為發送的設備地址；目的地址為接收的設備地址；幀類別說明此幀的功能；有效數據是傳輸的具體內容；結束碼表明此幀的結束。

2.2 OPC DA服務器

OPC技術是用于過程控制的對象鏈接與嵌入技術，其以COM/DCOM/COM+技術為基礎，采用服務器/客戶端模式。本系統針對智能照明控制系統的需求，開發專門的OPC DA服務器，設計如下。

圖6 OPC DA服務器結構圖

1）OPC對象與接口

系統編寫實現OPC DA服務器的定制接口，采用E形式，以OPC3.0規范為標準，向下兼容OPC2.0版。系統的OPC對象與接口包括OPC Server、OPC Group和OPC Item三種對象。

其中，OPC Server和OPC Group為標準COM對象，服務器對象不支持聚合，支持連接點機制。組對象支持聚合、連接點機制。項對象不是標準的COM對象，通過一個類進行描述，在類中定義項對象的屬性和操作方法。

系統OPC Server對象實現的接口包括：IOPCServer、IOPCommon、IOPCBrowseServerAddressSpace、IOPCItemIO 、IOPCItemProperties及IOPCBrowse。OPC Group對象實現的接口包括：IOPCItemMgt、IOPCItemDeadbandMgt、IOPCGroupStateMgt2、IOPCGroupStateMgt、 IOPCSyncIO、 IOPCSyncIO2、IOPCAsyncIO、 IOPCAsyncIO2及IOPCAsyncIO3。

2）服務器地址空間

系統的服務器地址空間由OPC服務器內所有可讀寫的數據項組成，根據實際情況預先設計，采用樹型結構。整個服務器地址空間使用一個自定義的結構體數組進行存儲，其結構體成員包括：結點的ID號、結點的名字、父結點的ID號、左子女結點的ID號和右兄弟結點的ID號。后，系統通過定義一個類對服務器地址空間進行管理。

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