楼宇景观灯控制系统设计与实现

摘要

随着经济的迅速发展，我国的城市化进程越来越快，城市景观灯更加突出了它的重要性，研究并设计一种先进的景观灯控制系统已经成为了增添城市魅力和竞争力的重要课题。 本文针对目前国内外低端的楼宇景观灯控制系统非标准化，通信速度慢、可靠性低，而且很难进行大面积的动态控制，而高端设备价格昂贵，形成控制的网络接口错综复杂，不适合大范围的普及使用等问题，研究讨论了工业以太网的实时性相关问题，设计并实现了基于工业以太网的景观灯控制系统，主要工作包括： 1)对景观灯控制系统的总体需求进行分析和架构的设计，对系统的总体构成方式进行选择，并分析了嵌入式控制器和嵌入式操作系统、嵌入式协议栈的相关技术。 2)对景观灯控制系统进行了欹硬件的详细设计，根据网络控制节点的具体需求，利用32位可编程CPU和实时操作系统设计了智能以太网控制节点来满足系统的实时性和同步性。 3)针对系统的总体控制和人机界面需求，在监控主机端设计控制软件实现了网络系统内各个节点的统一调度，将节点和监控总机通过以太网有机的连接在一起，可以实现巨量多点同步控制。 4)在系统的软硬件详细设计基础上，对系统进行了详细的网络性能和速度测试，并在实际的系统工程中得到了应用。 该系统的主要特点和最大的优势是实现方式相对简单而且稳定性高，可同时进行大面积的可编程动态控制，该系统节省了成本，具有较高的实用价值。

目录

文摘

英文文摘

1综述

2 LED景观灯控制系统架构设计

2.1 LED景观灯控制系统功能需求分析

2.2系统通信连接方式的选择

2.2.1各类传统的控制网络概述

2.2.2应用工业以太网的必要性和可行性

2.3系统总体架构分析与设计

2.3.1系统总体架构的确定

2.3.2系统总体架构的特点

2.4针对系统架构的系统软硬件选择

2.4.1 SOPC技术与嵌入式处理器选择

2.4.2 uc/os-Ⅱ操作系统分析

2.4.3嵌入式TCP/IP协议的分析

2.5 小结

3 系统网络控制节点的设计与实现

3.1网络控制节点的描述

3.1.1功能描述和方案设计

3.1.2网络节点的开发流程

3.2网络控制节点硬件设计与实现

3.2.1控制节点硬件的设计原则

3.2.2嵌入式微处理器的选择和开发工具描述

3.2.3硬件系统总体设计

3.2.4硬件系统详细设计

3.3网络控制节点软件设计与实现

3.3.1关键需求和实现方案分析

3.3.2网络节点软件任务调度总体流程设计

3.3.3网络节点软件详细设计

3.4软件的下载与实现

3.5小结

4 监控总机软件设计

4.1监控总机功能描述

4.2监控总机软硬件配置

4.3监控总机软件结构和流程设计

4.3.1软件结构关键点分析

4.3.2上位机整体控制设计

4.4监控总机软件详细设计

4.4.1网络通信模块详细设计

4.4.2图像效果控制详细设计

4.5监控总机同步问题的实现

4.5.1回显与物理播放的同步必要性分析

4.5.2回显与物理播放的同步方式的说明

4.5.3同步显示机制的实现

4.6小结

5 系统的集成测试和改进

5.1系统的集成测试

5.1.1总体测试方案

5.1.2虚拟客户测试软件设计

5.1.3网络控制节点和远程监控服务器集成速度测试

5.2小结

6 结论与展望

6.1论文主要工作总结

6.2进一步的展望

参考文献

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