怎樣設(shè)計一個基于CAN/LIN總線的教學(xué)樓智能照明系統(tǒng)？

1 引言

智能照明系統(tǒng)在智能辦公大廈、現(xiàn)代化建筑中的研究運用較多，而對于教學(xué)樓的研究運用卻很少，導(dǎo)致傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)目前仍被廣泛使用，其基本結(jié)構(gòu)是動力線根據(jù)設(shè)備控制需求進(jìn)行分線，用手動開關(guān)直接控制電源，不存在控制信息流的概念。本文探討基于CAN/LIN總線的智能照明系統(tǒng)，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的集中管理，降低系統(tǒng)的管理費用。采用可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器恒照度控制，充分利用日光，真正實現(xiàn)了合理節(jié)能，為學(xué)生營造舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境;燈具軟啟動，延長使用壽命，減少了系統(tǒng)的運行費用。

CAN網(wǎng)絡(luò)（Controller Area Network）是一種架構(gòu)開放、廣播式的新一代網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。CAN推出之初是用于汽車內(nèi)部測量和執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信。能夠以較低的成本、較高的實時處理能力在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下可靠地工作［1］。LIN 總線是一種低成本的串行通訊網(wǎng)絡(luò)，目標(biāo)是為現(xiàn)有汽車網(wǎng)絡(luò)（例如CAN總線）提供輔助功能。在不需要類似CAN的高端汽車總線的帶寬和多功能的場合，使用 LIN總線可以大大節(jié)省成本。在LIN實現(xiàn)的系統(tǒng)中，通常將模擬信號量用數(shù)字信號量替換，這將使總線性能得到優(yōu)化。因此，CAN/LIN總線很快由最初的汽車行業(yè)擴(kuò)展到工業(yè)控制領(lǐng)域［2］。

2 系統(tǒng)設(shè)計

本系統(tǒng)干線采用CAN總線，支線采用LIN總線。CAN總線具有很高的可靠性，高速、長距離傳輸，開發(fā)系統(tǒng)廉價，其特有的多主傳送方式，可以使各個分機(jī)（節(jié)點）根據(jù)需要自主發(fā)送數(shù)據(jù)，無需主機(jī)不停地輪詢，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)流量，傳輸效能高。CAN總線的上述性能都已固化在CAN總線處理芯片之中，使用極為方便［3］。LIN總線基于通用UART 接口，幾乎所有微控制器都具備LIN必需的硬件，網(wǎng)絡(luò)采用極少的信號線（一根12V信號總線和一個無固定時間基準(zhǔn)的節(jié)點同步時鐘線），設(shè)備硬件成本低［2］。

數(shù)字化可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器智能照明系統(tǒng)實現(xiàn)的功能［4］：

（1）分散控制：將控制功能分散給系統(tǒng)每一個子控制器;

（2）全自動調(diào)光：使照明系統(tǒng)工作在全自動狀態(tài)，系統(tǒng)可設(shè)定若干個狀態(tài)，這些狀態(tài)會按預(yù)先設(shè)定的時間相互自動切換，并將照度自動調(diào)整至最佳的工作水平。

（3）在每個控制終端面板上均可觀察到本單元燈的亮滅狀態(tài);

（4）自鎖：若停電，來電后所有的燈均保持熄滅狀態(tài);

（5）自動控制與人為干預(yù)相結(jié)合，現(xiàn)場設(shè)置開關(guān)，方便操作;