黃干將

摘 要：照明系統(tǒng)是工廠生產(chǎn)的關(guān)鍵，實(shí)現(xiàn)工廠照明系統(tǒng)的智能化控制是提高能源利用、降低企業(yè)成本支出的重要手段。將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到照明控制系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)照明系統(tǒng)的智能化控制，從而達(dá)到了節(jié)約能源、方面管理的目的。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù);照明系統(tǒng);智能控制

據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示工業(yè)照明耗電量占全國(guó)電力總消耗量的15%，因此實(shí)現(xiàn)工廠照明系統(tǒng)的智能化控制是工廠降低成本支出、實(shí)現(xiàn)盈利的重要手段，也是當(dāng)前構(gòu)建生態(tài)和諧社會(huì)的重要途徑。非智能化的照明系統(tǒng)主要是由操作人員人工完成的，或者是由特定的單片機(jī)根據(jù)設(shè)置操作完成的，該模式具有穩(wěn)定性差、維修不及時(shí)的問(wèn)題，尤其是缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，因此我們要重點(diǎn)研究基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工廠智能照明系統(tǒng)。

1 基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需求研究

通過(guò)調(diào)研各大工廠照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初衷，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到工廠照明系統(tǒng)中，其主要是為了實(shí)現(xiàn)以下功能：一是滿足工廠日常生產(chǎn)工作的需要。工廠始終處于24小時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中，因此需要照明系統(tǒng)及時(shí)為工作人員以及車輛通行等提供照明，以此保證安全生產(chǎn)的要求。二是實(shí)現(xiàn)對(duì)照明系統(tǒng)的智能化控制。傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)主要是由人工控制或者采取定時(shí)開關(guān)的方式，此種方式存在管理難度大、故障發(fā)生率高的問(wèn)題，尤其是不能及時(shí)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的照明系統(tǒng)能夠根據(jù)外界的環(huán)境及時(shí)對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控。三是降低了工廠的費(fèi)用支出。降低費(fèi)用實(shí)現(xiàn)盈利是工廠的首要目的，而通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)照明系統(tǒng)控制則是通過(guò)設(shè)計(jì)與安裝無(wú)線收發(fā)模塊的方式對(duì)每個(gè)照明系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了照明系統(tǒng)的智能化管控，從而減少了工廠的用電量降低了運(yùn)行費(fèi)用。其中最為關(guān)鍵的是保障了安全生產(chǎn)。

2 基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工廠照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

本系統(tǒng)主要采取MSP430F449單片機(jī)為核心，應(yīng)用傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠照明系統(tǒng)的智能化自動(dòng)控制。具體的設(shè)計(jì)方案如下（圖1）。

圖1 ?基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工廠智能照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

2.1 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

硬件控制系統(tǒng)主要包括主控制模塊和子控制模塊，主模塊主要是安裝于控制室內(nèi)，而子模塊則分別安裝在工廠的不同區(qū)域，根據(jù)工廠生產(chǎn)的空間布局，安裝不同的子控制模塊：①主控模塊設(shè)計(jì)。首先是最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?；谥骺啬K的工作性能要求，本系統(tǒng)采取MSP430F449單片機(jī)，其具有大容量的存儲(chǔ)器和寄存器因此性價(jià)比要高;其次是顯示模塊的設(shè)計(jì)。主控模塊主要是根據(jù)具體的信號(hào)感應(yīng)，而將信號(hào)反映到顯示屏幕中，顯示模塊最主要的功能就是及時(shí)將采取的信號(hào)進(jìn)行反饋，因此顯示模塊主要采取三態(tài)總線驅(qū)動(dòng)的輸出方式，這樣可以有效地改善信號(hào)傳輸滯后的問(wèn)題。具體的設(shè)計(jì)是該電路的輸出為低電平有效，當(dāng)輸出為1時(shí)，對(duì)應(yīng)字段熄滅;當(dāng)輸出為0時(shí)，對(duì)應(yīng)字段點(diǎn)亮。②子控模塊的設(shè)計(jì)。子控模塊主要采取STC12C5604AD芯片，該芯片具有低功耗、超強(qiáng)抗干擾的能力，因此其能夠形成穩(wěn)定的控制系統(tǒng)。當(dāng)然實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠的智能化控制最重要的就是對(duì)信號(hào)采集的智能控制，以工廠道路照明系統(tǒng)為例，考慮到工廠道路受到外界干擾大的因素，因此在選擇傳感器時(shí)要選擇便于安裝、抗干擾能力強(qiáng)的設(shè)備，而E18—D80NK—N傳感器是集發(fā)射與接收為一體的光點(diǎn)傳感器，具有很強(qiáng)的干擾性。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了：在有人或者車輛通過(guò)時(shí)，傳感器將自動(dòng)檢測(cè)，當(dāng)感受到人或者車輛時(shí)，路燈自動(dòng)開啟。當(dāng)人遠(yuǎn)離監(jiān)測(cè)區(qū)域之后，路燈將逐漸變暗，最后自動(dòng)關(guān)閉;在沒有人通過(guò)的時(shí)候，路燈處于關(guān)閉狀態(tài)。

當(dāng)然子控制模塊還具有故障檢測(cè)模塊，其可以根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)照明系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，并且將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)及時(shí)向監(jiān)控中心進(jìn)行反饋。一般LED燈在使用的過(guò)程中，當(dāng)其中的燈發(fā)生故障無(wú)光亮的時(shí)候，光敏電阻R2的阻值就是變大，結(jié)點(diǎn)分壓變小，這樣就會(huì)發(fā)生故障。

2.2 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)照明系統(tǒng)智能控制實(shí)現(xiàn)的核心，基于工廠照明區(qū)域要求不同，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路確定為：根據(jù)不同的照明需求以及區(qū)域采取不同的照明系統(tǒng)模式，一方面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的時(shí)鐘信息功能，根據(jù)白天和晚上進(jìn)行照明系統(tǒng)的自動(dòng)控制;另一方面也要采取自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，比如在白天的時(shí)候可能會(huì)因?yàn)樘鞖獾脑蛐枰彰飨到y(tǒng)，因此需要構(gòu)建光控模式，也就是根據(jù)外界的光線明暗程度進(jìn)行自動(dòng)控制，同時(shí)還要進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。同樣以道路照明系統(tǒng)的智能化軟件設(shè)計(jì)為例，見圖2。

圖2 ?道路區(qū)域軟件流程圖

在本次設(shè)計(jì)中一共選擇5個(gè)單片機(jī)作為系統(tǒng)構(gòu)成，其中一個(gè)作為主板，其余的作為節(jié)支點(diǎn)分別對(duì)工廠不同區(qū)域的照明系統(tǒng)進(jìn)行控制，并且這4個(gè)節(jié)支點(diǎn)與主板之間實(shí)現(xiàn)了無(wú)線連接。

3 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)實(shí)踐，采取基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的照明系統(tǒng)不僅有助于優(yōu)化工廠的生產(chǎn)環(huán)境，而且還可以節(jié)省工廠生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)工廠的能源生態(tài)發(fā)展。本系統(tǒng)主要是基于工廠傳統(tǒng)照明系統(tǒng)存在問(wèn)題的改進(jìn)，其主要是采取互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，根據(jù)工廠不同的照明需求，采取不同性能的傳感器對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)與感應(yīng)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工廠的智能化照明管理。

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