專利名稱：工礦燈照明能源控制網絡系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種工礦燈照明的自動控制系統，尤其涉及利用單片機通信、局域網 應用的照明自動控制網絡系統。
背景技術：
低碳經濟是未來的發展方向，如何節約能耗是企業追求的目標。據統計大型加工 企業工廠照明耗電量占企業總耗電量的30%以上，像汽車行業這種組裝性質的行業更是達 到45%以上。現有工礦燈具一般在安裝過后燈具功率即固定不變，或是可以小范圍單獨調節， 這樣的照明系統不僅控制不方便，而且往往浪費大量的電能。
發明內容
為解決上述現有技術的不足，實現節能降耗，本發明設計一種工礦燈照明能源控 制網絡系統，借助LIN總線通信數據模式將若干個智能LED燈具組成網絡，集中控制管理， 以達到最大化的節能效果。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是將一個廠區內所有燈具組成一個網 絡，借助LIN總線通信數據模式組合到一起，單通道總線環路中最多能支持16個分節點燈 具，每路總線電纜的長度最多可以擴展到40米，每路分節點受該路主節點統一控制。本發明內容包括中央控制器W ；第一路主節點A，第一路分節點Al、A2、A3……；第 二路主節點B，第二路分節點B1、B2、B3……；第三路主節點C，第三路分節點C1、C2、C3……； 等等。整個網絡整體分組數量及每組節點數量可以根據實際工廠布局情況靈活調整，一個 中央控制器W可以控制總計16個主節點；中央控制器W與各個主節點之間用LIN總線數據 模式通信，各個主節點與分節點之間也采用LIN總線數據模式通信，所以相應節點之間連 線用一根導線即可實現。其中中央控制器W包括微控制器以及與其相連的LIN驅動單元、恒壓電源單元、 系統檢測單元、故障報警單元。微控制器采用freescaleie位單片機MC9S12)(DP512，壽命 高，此芯片為汽車級的芯片，滿足惡劣環境下的使用要求，MC9S12)(DP512具有動態內存存取 (DMA)功能，中斷獨立于CPU運行，XGate控制器可設定以執行復雜的工作，所有這些特點決 定了 MC9S12)(DP512可以滿足這里要求很高的實時設計。LIN驅動單元所使用的芯片為TI公司的TPIC1021，獨立LIN 2. 0收發器通過提供 高達17kV的IEC和12kV的人體模型(HBM)靜電放電(ESD)保護功能，從而不再需要外部 保護元器件；恒壓電源單元芯片用infineon公司TLE6389，具有主輸出端關閉，輸出欠壓延 時重啟，短路保護等功能，可最大程度保護微控制器有效運行；系統檢測單元，包含監測整 個工作環境的感光傳感器，溫度傳感器等，系統檢測單元并非本發明核心部分，不做詳細說 明；故障報警單元，包含蜂鳴器及報警指示燈等，當系統檢測到LIN通信數據出現異常時， 根據事先定義好的通信內容，蜂鳴器出現不同聲音，同時數碼管顯示數值表示報警含義。
主節點包括微控制器以及與其相連的主LIN驅動單元、從LIN驅動單元、恒壓電 源單元。微控制器采用freescale Sbit單片機9S08AW32，同樣為汽車級的芯片，滿足惡劣 環境下的使用要求。主LIN驅動單元與中央控制器的LIN驅動單元相同，恒壓電源單元與 中央控制器的恒壓電源電源相同，故不再贅述；從LIN驅動單元，同樣使用的芯片為TI公司 的TPIC1021，只是外圍電路略有不同，不需要總線上面接上拉電阻。分節點包括微控制器以及與其相連的LIN驅動單元、恒壓電源單元、燈光驅動單 元。微控制器采用freescale Sbit單片機9S08AW32，同樣為汽車級的芯片，滿足惡劣環境 下的使用要求。LIN驅動單元與主節點從LIN驅動單元相同，恒壓電源單元與中央控制器的 恒壓電源電源相同；燈光驅動單元非本發明核心部分，不做詳細說明。本發明的有益效果是系統可靠性高，抗干擾性強，自己組成網絡所有節點，不依 賴外界，通用性好，組合性強，多個子網之間可以組合成更大的網絡，硬件資源少，各個節點 之間只需要一根金屬導線即可完成，靈活性大，可以根據實際廠區照明布局情況靈活增加 或減少節點的數量，數據傳輸可靠性高，LIN2. 0的標準總線協議廣泛應用于汽車行業，本發 明網絡協議采用LIN2. 0的數據傳輸定義，同時各個分節點又是可以獨立運行的單片機結 構，可實現分節點向總節點的智能數據傳輸，實現雙向校驗，大大提高系統的可靠性。
本發明有9幅附圖。圖1為本發明系統原理框圖；圖2為本發明中中央控制器W的原理框圖；圖3為本發明LIN驅動單元的電路原理圖。圖4為本發明恒壓電源單元的電路原理圖。圖5為本發明故障報警單元的原理框圖。圖6為本發明主節點的原理框圖。圖7為本發明從LIN驅動單元的電路原理圖。圖8為本發明分節點的原理框圖。圖9為本發明各驅動單元連接的原理框圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。如附圖1，本發明內容包括中央控制器W;第一路主節點A，第一路分節點Al、A2、 A3……；第二路主節點B，第二路分節點B1、B2、B3……；第三路主節點C，第三路分節點Cl、 C2、C3……；等等。整個網絡整體分組數量及每組節點數量可以根據實際工廠布局情況靈活 調整，一個中央控制器可以控制總計16個主節點；中央控制器與各個主節點之間用LIN總 線數據模式通信，各個主節點與分節點之間也采用LIN總線數據模式通信，所以相應節點 之間連線用一根導線即可實現。其中中央控制器W包括微控制器以及與其相連的LIN驅動單元、恒壓電源單 元、系統檢測單元、故障報警單元。見附圖2所示，微控制器采用freescaleie位單片機 MC9S12)(DP512，帶有串口通信功能，配合驅動LIN芯片TPIC1021，實現中央控制器功能；此芯片為汽車級的芯片，滿足惡劣環境下的使用要求，MC9S12)(DP512具有動態內存存取 (DMA)功能，中斷獨立于CPU運行，XGate控制器可設定以執行復雜的工作，所有這些特點決 定了 MC9S12)(DP512可以滿足這里要求很高的實時設計；LIN驅動單元見附圖3，所使用的芯 片為TI公司的TPIC1021，獨立LIN 2. 0收發器通過提供高達17kV的IEC和12kV的人體 模型(HBM)靜電放電(ESD)保護功能，從而不再需要外部保護元器件；恒壓電源單元見附圖 4芯片用inf ineon公司TLE6389，具有主輸出端關閉，輸出欠壓延時重啟，短路保護等功能， 可最大程度保護微控制器有效運行；系統檢測單元，包含監測整個工作環境的光傳感器，溫 度傳感器等，系統檢測單元并非本發明核心部分，不做詳細說明；故障報警單元，包含蜂鳴 器及報警指示燈等，當系統檢測到LIN通信數據出現異常時，根據事先定義好的通信內容， 蜂鳴器出現不同聲音，同時數碼管顯示數值表示報警含義，其示意圖見附圖5。主節點如附圖6包括微控制器以及與其相連的主LIN驅動單元、從LIN驅動單 元、恒壓電源單元。微控制器采用freescale ^it單片機9S08AW32，同樣為汽車級的芯片， 滿足惡劣環境下的使用要求。主LIN驅動單元與中央控制器的LIN驅動單元相同見附圖3， 恒壓電源單元與中央控制器的恒壓電源電源相同見附圖4，故不再贅述；從LIN驅動單元， 同樣使用的芯片為TI公司的TPIC1021，只是外圍電路略有不同，不需要總線上面接上拉電 阻體見附圖7。分節點見附圖8包括微控制器以及與其相連的LIN驅動單元、恒壓電源單元、燈 光驅動單元。微控制器采用freescale Sbit單片機9S08AW32，同樣為汽車級的芯片，滿足 惡劣環境下的使用要求。LIN驅動單元與主節點從LIN驅動單元相同見附圖7，恒壓電源單 元與中央控制器的恒壓電源電源相同見附圖4，故不再贅述；燈光驅動單元非本發明核心 部分，不做詳細說明。各部分驅動單元連接的原理框圖見附圖9。本發明不局限于上述實施例，任何在本發明披露的技術范圍內的等同構思或者改 變，均列為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種工礦燈照明能源控制網絡系統，其特征在于將一個廠區內所有燈具組成一個 網絡，借助LIN總線通信數據模式組合到一起，系統中央控制器W與各個主節點之間用LIN 總線數據模式通信，各個主節點與分節點之間也采用LIN總線數據模式通信；中央控制器 W包括微控制器以及與其相連的LIN驅動單元、恒壓電源單元、系統檢測單元、故障報警單 元；主節點包括微控制器以及與其相連的主LIN驅動單元、從LIN驅動單元、恒壓電源單 元；分節點包括微控制器以及與其相連的LIN驅動單元、恒壓電源單元、燈光驅動單元。
2.如權利要求1所述的工礦燈照明能源控制網絡系統，其特征在于所述的LIN驅 動單元所使用的芯片為TI公司的TPIC1021 ；所述的恒壓電源單元芯片用infineon公司 TLE6389;所述的系統檢測單元包含監測整個工作環境的感光傳感器，溫度傳感器，所述的 故障報警單元，包含蜂鳴器及報警指示燈，當系統檢測到LIN通信數據出現異常時，根據事 先定義好的通信內容，蜂鳴器出現不同聲音，同時數碼管顯示數值表示報警含義。
全文摘要
一種工礦燈照明能源控制網絡系統，將一個廠區內所有燈具組成一個網絡，借助LIN總線通信數據模式組合到一起，系統中央控制器W與各個主節點之間用LIN總線數據模式通信，各個主節點與分節點之間也采用LIN總線數據模式通信。整個系統可靠性高，抗干擾性強，自己組成網絡所有節點，不依賴外界，通用性好，組合性強，多個子網之間可以組合成更大的網絡，硬件資源少，各個節點之間只需要一根金屬導線即可完成，靈活性大，可以根據實際廠區照明布局情況靈活增加或減少節點的數量，能為工礦照明節省大量的能源。
文檔編號H05B37/02GK102043399SQ20101026200
公開日2011年5月4日 申請日期2010年8月25日 優先權日2010年8月25日
發明者葉威, 李志明 申請人:葉威, 李志明