大矩阵灯光景观控制系统的研究与应用

摘要

随着我国经济的发展,城市化进程的进一步加快,城市灯光景观愈来愈受到重视.本文分析了现有控制网络的优缺点及发展趋势;设计了基于Ethernet和CAN(Control Area Network)的混合控制网络;分析了系统的时延、可靠性、网络负载.主要工作包括以下几个方面:1,设计了支持CAN网络的现场控制器,提出了保证多个控制器同步动作的控制信息传送方式.2,设计了用于实现CAN和Ethernet协议相互转换的区域控制器,提出了通过UDP(User Data Protocol)协议传送控制信息,提高控制系统实时性的措施.3,设计了控制主机的控制软件,提出了基于Internet/LAN(Local AreaNetwork)进行远程控制的方法,并分别设计了客户端和服务器端的软件.4,将上述现场控制器、区域控制器和控制软件构成的控制网络,应用于实际工程,取得了较好的效果.

目录

文摘

英文文摘

学位论文版权使用授权书

同济大学学位论文原创性声明

第1章引言

1.1控制系统的发展与现状

1.2现场总线和工业以太网的特点

1.2.1现场总线的优点

1.2.2工业以太网的特点

1.3本课题的研究背景与研究内容

1.3.1课题研究背景

1.3.2本课题的研究内容

1.4小结

第2章灯光景观控制系统方案分析

2.1大矩阵灯光景观控制的特点

2.2现有灯光控制系统

2.2.1 Instabus

2.2.2 DMX512

2.2.3 ACN

2.2.4 Art-Net

2.2.5 LonWorks

2.2.6工业以太网

2.3系统方案

2.3.1控制系统结构

2.3.2控制系统的构成及功能

2.3.3本方案的特点

2.4小结

第3章现场控制器设计

3.1现场控制器的功能描述

3.2硬件设计

3.2.1芯片选择

3.2.2芯片介绍

3.2.3 CAN接口设计

3.2.4控制模块

3.3软件设计

3.3.1 CAN协议简介

3.3.2软件流程

3.4故障检测的软硬件设计

3.4.1故障检测硬件设计

3.4.2故障检测软件设计

3.5小结

第4章区域控制器设计

4.1功能描述

4.2硬件设计

4.2.1微处理器的选择

4.2.2以太网通信接口模块的实现

4.2.4 RS-232串行通信模块

4.2.5 E2PROM模块

4.3软件设计

4.3.1以太网接口软件实现

4.3.2 CAN数据包的处理

4.4小结

第5章控制主机程序设计

5.1控制主机的功能

5.2控制主机的软硬件配置

5.3软件框图

5.4软件模块化设计

5.5 TCP/IP通信

5.5.1 TCP/IP客户服务器程序

5.5.2程序设计

5.6 UDP通信

5.6.1 UDP通信程序设计

5.7 VB与Flash集成交互的界面设计

5.7.1 VB与Flash集成开发的四条通道

5.7.2 VB中数据传送到Flash

5.7.3 Flash中数据传送到VB

5.8故障报警短信程序设计

5.8.1硬件部分

5.8.2 GSM网络短信简介

5.8.3短信发送程序设计

5.9界面设计

5.10小结

第6章系统性能分析

6.1时延分析

6.2 CAN总线数据传输分析

6.3网络负载分析

6.4可靠性分析

第7章小结与展望

7.1小结

7.2展望

致谢

参考文献

个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果