基于DMX512协议的照明控制系统设计

摘要

针对普遍存在的照明过度问题和传统照明系统的功能单一、布线麻烦、需要较多的人工干预、灯光效果差等弊端,本文提出一种基于DMX512传输协议的照明控制系统设计方案。
　　从架构上,系统分为三部分:Web客户端、系统主控制器和DMX512解码器。Web客户端通过Web浏览器,借助于Internet网络,远程访问系统主控制器。系统主控制器是本系统的核心部件,主要用于监听Web客户端的访问请求,接收、解析和下发Web客户端的指令,并通过DMX512协议与DMX512解码器进行数据的通信。DMX512解码器通过DMX512接口,接收和解析主控制器下发的指令,实现控制LED节点。
　　系统硬件主要分为两部分:系统主控制器和DMX512解码器。系统主控制器主要分为四大模块:STM32F103最小系统、以太网接口电路、SD卡接口电路和DMX512通信接口电路。DMX512解码器主要分为两个模块:STM8S103F3最小系统和DMX512通信接口电路。系统主控制器以STM32F103微控制器为核心,选择ENC28J60以太网控制器为系统提供网络支持,通过STM32F103自带的SDIO控制器读写SD存储卡,以RS-485接口电路作为DMX512协议的物理层,实现系统主控制器与DMX512解码器数据通信。
　　系统软件为支撑系统各部分功能,可分为3个层次:上层,Web页面;中层,μCOS-II实时系统、LwIP协议栈、SD卡驱动、FatFs文件系统;下层,STM32标准外设库。其中,上层, Web页面部分为Web客户端访问系统主控制器提供页面显示的支撑;中层,μCOS-II为系统软件的核心,主要实现任务调度和管理, LwIP协议栈为系统提供网络支持,SD卡驱动和FatFs文件系统用于读写SD卡;下层,STM32标准外设库为系统硬件平台提供所有内外设资源驱动的支持。
　　本系统具有低成本、体积小、结构简单等特点,对照明系统的设计和实现有一定的参考意义。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 论文选题背景

1.2 研究目的和意义

1.3 照明控制系统的发展现状及趋势

1.4 论文主要内容和安排

2 系统原理与总体方案设计

2.1 DMX512协议简介

2.2 Web技术简介

2.3照明控制系统的总体方案设计

2.4照明控制系统协议约定

2.5本章小结

3 系统硬件设计

3.1 系统硬件架构

3.2 STM32F103微控制器简介

3.3 SDIO接口简介

3.4 ENC28J60芯片简介

3.5 系统电源

3.6 STM32F103最小系统

3.7 以太网接口电路

3.8 SD卡接口电路

3.9 DMX512通信接口电路

3.10 STM8S103F3最小系统

3.11 本章小结

4 系统软件设计

4.1 系统软件设计

4.2 STM32标准外设库简介

4.3 μCOS-II实时系统

4.4 LwIP协议栈

4.5 FatFs文件系统简介

4.6 标准外设库的移植

4.7 μCOS-II的移植

4.8 LWIP的移植

4.9 SD卡驱动

4.10 FatFs的移植

4.11 本章小结

5 系统测试与验证

5.1 DMX512协议通信

5.2以太网模块通信

5.3网页显示

5.4硬件实物

5.5 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录