教学楼智能照明控制系统的研究

论文摘要

针对国际能源短缺及高校教学楼照明浪费的现象,有必要设计一种运用于教学楼的智能照明控制系统。CAN总线具有可靠性高、实时性强、成本合理、功能完善,是常见的现场总线技术,在各领域得到广泛的应用。LIN是一种低成本、串行通信总线,属于CAN的下层网络,是CAN总线的一种有效补充。CAN/LIN总线组成的控制网络可以降低了成本,提高通信效率,对教学楼智能照明控制系统的研究具有一定的意义。本课题首先分析了国内外能源浪费的现象,比较了几种常见的现场总线技术,提出一种基于CAN/LIN总线的教学楼智能照明控制系统;介绍了CAN总线和LIN总线的相关协议规范,从而确定采用分两级网络管理的系统结构,并根据系统总体结构确定软硬件的设计方案。其次,描述TSL230照度模块和HN911L红外检测模块的功能和设计相关电路,利用DIALux软件对教室内照度情况进行仿真,从而确定检测模块的安装位置。然后重点研究了总线接口电路的设计。分析了CAN总线和LIN总线的相关收发器,确定了CAN总线节点、LIN总线主节点和LIN总线从节点的相关设计方案,并对相关电路进行分析。最后,根据相关的总线协议,对控制总线的软件部分设计进行了研究,利用C言语编写控制程序,完成不同总线之间的通信,实现教学楼照明控制系统的智能化。根据课题的要求,本文完成了对教学楼智能照明控制系统的理论及实现方法的研究,通过编程实现控制总线间的通信。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 现今能源面临危机
• 1.1.2 高校照明现状
• 1.2 选题意义
• 1.3 论文结构
• 第2章 系统结构与方案设定
• 2.1 常见总线
• 2.2 总线协议分析
• 2.2.1 CAN 总线
• 2.2.2 LIN 总线
• 2.3 系统总体结构
• 2.4 设计方案确定
• 2.4.1 硬件设计方案确定
• 2.4.2 软件设计方案确定
• 2.5 本章小结
• 第3章 智能照明系统检测模块设计
• 3.1 数据采集模块电路设计
• 3.1.1 照度检测模块电路设计
• 3.1.2 红外探测模块电路设计
• 3.2 传感器的布置
• 3.2.1 布置要求
• 3.2.2 软件仿真
• 3.4 本章小结
• 第4章 总线接口电路设计
• 4.1 CAN 总线接口电路设计
• 4.1.1 CAN 控制器SJA1000
• 4.1.2 CAN 驱动器 TJA1050
• 4.1.3 CAN 总线通信电路设计
• 4.2 LIN 网络节点方案设计
• 4.2.1 方案确定
• 4.2.2 LIN 网络主节点硬件设计
• 4.2.3 LIN 网络从节点硬件设计
• 4.3 本章小结
• 第5章 智能照明系统软件设计
• 5.1 软件编程思想
• 5.2 控制器功能的实现
• 5.3 总线通信的实现
• 5.3.1 CAN 总线通信的实现
• 5.3.2 LIN 总线通信的实现
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢
• 详细摘要