基于CAN总线的工业园区智能照明控制系统设计

摘要

为响应现代社会节能减排的需求,针对目前传统工业园区照明仍采用多点、多回路的相对独立的供电方式,回路相互之间无联系,且这种布线方式一旦确定,在照明要求发生改变时便不得不面临重新铺设线路的问题,本文设计了基于 CAN总线的智能照明控制系统。
　　本课题首先采用微控制器 STC89C51、CAN控制器 SJA1000、CAN收发器PCA82C250为核心,完成了数据采集模块、执行器模块以及CAN总线接口电路三大部分的设计。其中数据采集模块包括 TSL230B照度采集模块、HN911红外线采集模块以及按键电路模块;执行器模块由 JGC-4F继电器开关电路以及 PWM调光电路构成;接口电路包括89C51与CAN控制器的接口以及PC与CAN适配卡的接口。接着通过模块化编程思路完成了系统的软件设计,包括下位机按键和现场执行器的软件设计以及与上位机 CAN总线与 PC通信功能的程序设计。最后利用 Access数据库和Visual Basic语言完成了智能照明控制系统数据库以及上层管理系统人机界面的设计,实现了与现场节点的数据交换,满足了系统的控制需求。
　　该系统不仅能够满足工业园区内商业区照明、办公区照明、以及公共区域照明等多场景照明的现代化照明要求,而且还可以实现对灯光的人性化管理,进而避免了人为管理所带来的用电浪费和人力资源的浪费的弊端。同时也克服了传统照明系统过多依赖控制者的个人能力、控制相对分散和无法有效管理等缺点。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 智能照明控制系统研究现状

1.3论文的主要内容及组织结构

第二章 CAN总线技术概述

2.1 CAN总线简介

2.2 CAN总线工作原理

2.3 CAN总线的报文格式

2.4网络拓扑结构及CAN总线通讯方式

2.5 本章小结

第三章 系统需求分析及方案设计

3.1 系统功能需求

3.2智能照明控制系统结构体系

3.3 系统方案设计

3.4 本章小结

第四章 系统硬件设计

4.1 控制器硬件总体框架

4.2 数据采集模块

4.3 执行器电路设计

4.4 CAN 总线接口电路设计

4.5 本章小结

第五章 系统软件设计

5.1 按键程序设计

5.2 现场执行器软件设计

5.3上位机与CAN总线通信设计

5.4上层管理系统软件设计

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

附录

攻读学位期间取得的研究成果

致谢