黃干將

摘 要：照明系統(tǒng)是工廠生產(chǎn)的關(guān)鍵，實現(xiàn)工廠照明系統(tǒng)的智能化控制是提高能源利用、降低企業(yè)成本支出的重要手段。將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用到照明控制系統(tǒng)中可以實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的智能化控制，從而達到了節(jié)約能源、方面管理的目的。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù);照明系統(tǒng);智能控制

據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示工業(yè)照明耗電量占全國電力總消耗量的15%，因此實現(xiàn)工廠照明系統(tǒng)的智能化控制是工廠降低成本支出、實現(xiàn)盈利的重要手段，也是當前構(gòu)建生態(tài)和諧社會的重要途徑。非智能化的照明系統(tǒng)主要是由操作人員人工完成的，或者是由特定的單片機根據(jù)設(shè)置操作完成的，該模式具有穩(wěn)定性差、維修不及時的問題，尤其是缺乏實時監(jiān)測功能，因此我們要重點研究基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工廠智能照明系統(tǒng)。

1 基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的照明系統(tǒng)設(shè)計的需求研究

通過調(diào)研各大工廠照明系統(tǒng)設(shè)計的初衷，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用到工廠照明系統(tǒng)中，其主要是為了實現(xiàn)以下功能：一是滿足工廠日常生產(chǎn)工作的需要。工廠始終處于24小時生產(chǎn)過程中，因此需要照明系統(tǒng)及時為工作人員以及車輛通行等提供照明，以此保證安全生產(chǎn)的要求。二是實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的智能化控制。傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)主要是由人工控制或者采取定時開關(guān)的方式，此種方式存在管理難度大、故障發(fā)生率高的問題，尤其是不能及時根據(jù)實際情況對照明系統(tǒng)進行自動控制，而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的照明系統(tǒng)能夠根據(jù)外界的環(huán)境及時對照明系統(tǒng)進行調(diào)控。三是降低了工廠的費用支出。降低費用實現(xiàn)盈利是工廠的首要目的，而通過互聯(lián)網(wǎng)照明系統(tǒng)控制則是通過設(shè)計與安裝無線收發(fā)模塊的方式對每個照明系統(tǒng)進行自動控制，實現(xiàn)了照明系統(tǒng)的智能化管控，從而減少了工廠的用電量降低了運行費用。其中最為關(guān)鍵的是保障了安全生產(chǎn)。

2 基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工廠照明系統(tǒng)設(shè)計方案

本系統(tǒng)主要采取MSP430F449單片機為核心，應用傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)對工廠照明系統(tǒng)的智能化自動控制。具體的設(shè)計方案如下（圖1）。

圖1 ?基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工廠智能照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

2.1 硬件系統(tǒng)的設(shè)計

硬件控制系統(tǒng)主要包括主控制模塊和子控制模塊，主模塊主要是安裝于控制室內(nèi)，而子模塊則分別安裝在工廠的不同區(qū)域，根據(jù)工廠生產(chǎn)的空間布局，安裝不同的子控制模塊：①主控模塊設(shè)計。首先是最小系統(tǒng)的設(shè)計?；谥骺啬K的工作性能要求，本系統(tǒng)采取MSP430F449單片機，其具有大容量的存儲器和寄存器因此性價比要高;其次是顯示模塊的設(shè)計。主控模塊主要是根據(jù)具體的信號感應，而將信號反映到顯示屏幕中，顯示模塊最主要的功能就是及時將采取的信號進行反饋，因此顯示模塊主要采取三態(tài)總線驅(qū)動的輸出方式，這樣可以有效地改善信號傳輸滯后的問題。具體的設(shè)計是該電路的輸出為低電平有效，當輸出為1時，對應字段熄滅;當輸出為0時，對應字段點亮。②子控模塊的設(shè)計。子控模塊主要采取STC12C5604AD芯片，該芯片具有低功耗、超強抗干擾的能力，因此其能夠形成穩(wěn)定的控制系統(tǒng)。當然實現(xiàn)對工廠的智能化控制最重要的就是對信號采集的智能控制，以工廠道路照明系統(tǒng)為例，考慮到工廠道路受到外界干擾大的因素，因此在選擇傳感器時要選擇便于安裝、抗干擾能力強的設(shè)備，而E18—D80NK—N傳感器是集發(fā)射與接收為一體的光點傳感器，具有很強的干擾性。通過設(shè)計實現(xiàn)了：在有人或者車輛通過時，傳感器將自動檢測，當感受到人或者車輛時，路燈自動開啟。當人遠離監(jiān)測區(qū)域之后，路燈將逐漸變暗，最后自動關(guān)閉;在沒有人通過的時候，路燈處于關(guān)閉狀態(tài)。

當然子控制模塊還具有故障檢測模塊，其可以根據(jù)實時監(jiān)測實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的監(jiān)測，并且將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)及時向監(jiān)控中心進行反饋。一般LED燈在使用的過程中，當其中的燈發(fā)生故障無光亮的時候，光敏電阻R2的阻值就是變大，結(jié)點分壓變小，這樣就會發(fā)生故障。

2.2 軟件系統(tǒng)設(shè)計 軟件系統(tǒng)的設(shè)計是整個互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)照明系統(tǒng)智能控制實現(xiàn)的核心，基于工廠照明區(qū)域要求不同，本系統(tǒng)的設(shè)計思路確定為：根據(jù)不同的照明需求以及區(qū)域采取不同的照明系統(tǒng)模式，一方面實現(xiàn)系統(tǒng)的時鐘信息功能，根據(jù)白天和晚上進行照明系統(tǒng)的自動控制;另一方面也要采取自動識別系統(tǒng)，比如在白天的時候可能會因為天氣的原因需要照明系統(tǒng)，因此需要構(gòu)建光控模式，也就是根據(jù)外界的光線明暗程度進行自動控制，同時還要進行自動調(diào)節(jié)。同樣以道路照明系統(tǒng)的智能化軟件設(shè)計為例，見圖2。

圖2 ?道路區(qū)域軟件流程圖

在本次設(shè)計中一共選擇5個單片機作為系統(tǒng)構(gòu)成，其中一個作為主板，其余的作為節(jié)支點分別對工廠不同區(qū)域的照明系統(tǒng)進行控制，并且這4個節(jié)支點與主板之間實現(xiàn)了無線連接。

3 結(jié)束語

經(jīng)過實踐，采取基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的照明系統(tǒng)不僅有助于優(yōu)化工廠的生產(chǎn)環(huán)境，而且還可以節(jié)省工廠生產(chǎn)成本，實現(xiàn)工廠的能源生態(tài)發(fā)展。本系統(tǒng)主要是基于工廠傳統(tǒng)照明系統(tǒng)存在問題的改進，其主要是采取互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，根據(jù)工廠不同的照明需求，采取不同性能的傳感器對信號進行檢測與感應，以此實現(xiàn)對整個工廠的智能化照明管理。

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