1 前言

目前，在我国各大城市地标性建筑物的夜景立面照明中，已开端大量运用节能、响应快、颜色艳丽的

LED光源，除节能外，从夜景效果来看，可控制性强。变化丰厚是LED光源与传统光源的最大区别。因而，

开发先进、牢靠的控制系统成为发挥LED光源优势的关键。

从国内的应用情况来看，目前市场多采用两种控制方式：内控与外控，应用还主要集中在简

单的颜色变换上。因而，采用两种控制方式的LED项目与采用传统光源的项目相比，都存在同一个

问题：照明效果的固定性。这种现象与LED产品的短命命、多颜色、高响应度等特性相违犯，不利于发

挥LED的优势，严重影响了LED的推行。因而，我们以为，设计开发新型的控制方式，使LED夜景

画面可随时更新，将极大地推进LED产业的开展。

笔者经过对国度新资料行业消费力促进中心于2005施行的课题《半导体照明应用示范工程》

中新型“LED灯光控制系统”的扼要引见，对该系统在设计过程中所触及到的若干问题停止讨论，并

从系统构架设计、通讯协议设计、软件构架设计三个方面重点讨论此形式的特性及设计要点。

2 系统构架设计

LED智能灯光控制系统是基于RS－485通讯技术的现场总线，经过自定义通讯协议在总线上外挂各类型控制器，并由主控统一管理的主从式总线型照明控制系统。

其中，主控层担任效果编辑、剖析、存储、数据打包分配，从照明效果参数的设定和修正，到数据的查询，完成对LED灯具的管理；通讯层经过自制定的通讯协议与LED灯具层及主控层停止通讯，完成数据拆包、校验、数据再分配等多步骤的数据处置；LED灯具层由N个灯具组成，中心为Inter C51单片机组成的数据处置系统。系统拓扑构造如图1所示。

经过工控PC机上的控制软件，并应用主、从站的MCS-51类型的单片机作为通讯控制器。三层之间经过RS－485现场总线停止物理链路衔接，经过由主站线程调度完成从站轮巡时间获得划分，完成在特定时间片内主到灯具XX之间的点对点通讯。

3 通讯协议设计

通讯协议的设计是系统设计的关键性问题，其信息帧的格式设计、链路树立方式、校验办法等设计都影响到系统的实时性与牢靠性。下面就地址辨认、帧设计、数据包设计、以及通讯链路过程四个关键方面停止讨论。

3.1 地址辨认

地址辨认能够采用数据包过滤的软件辨认或采用特定硬件地址辨认。地址辨认办法确实定和软件辨认算法的设计，将严重影响系统的正确性和牢靠性。两种办法的选用，取决于系统的实时性请求和系统采用的硬件构造。

本系统中所采用的MCS-51处置器特地为多机通讯设计了一个专用SM2位，为此能够应用硬件辨认，完成基于地址/数据帧的多机通讯。

3.2 数据帧的设计

本系统中依照以下格式发送。前8位为起始字节，接着为地址字节，接着为命令/数据字节，校验字节， 芯片采购平台最后为中止字节。帧格式如图2所示。

此系统中的数据帧分为三局部：播送帧、地址帧。数据帧。播送帧是主控发给一切从控的信息帧，其实也能够归结到地址帧内，但此时地址为播送地址，主要用于系统参数设置，时钟同步时用于检测计算延时等；地址帧的设计是用于地址辨认和应对，一个主控可控制255个类别控制器，一个类别控制器又能够驱动255个LED灯具。数据帧主要是完成命令传送，参数传输等功用。 

3.3 数据包的设计

数据包的设计包括帧的组织方式，各种功用码设计、校验码设计以及数据设计问题。功用由上下位机依据所需传输的参数类型、个数，以及系统对下位机功用设置状况而停止商定。

其中校验码的生成取决于系统所采用的协议，在某一详细场所能够经过现场设置来选择。本系统采用的CRC校验码，生成多项式采用CRC－16，该多项式能全部检查出16位及以下的错误，对16位以上的漏检概率为0.003％，完整满足系统的请求。

3.4 通讯链路的过程

由于现场环境复杂，该系统必需具有较好的抗干扰性。为了保证总线信号的传输不会呈现延时、地址信号出错、指令信号跑飞等状况发作，通讯采用主从应对方式和准确划分时间段的通讯轮巡方式。主控首先发送类别控制器的地址帧作为握手信号，被寻址的类别控制器应对主控，树立链接。在判别地址契合后，主控就依照命令向从控制器传输合适的数据。

4 软件构架设计

主控制软件采用模块化构架设计。经过灵敏的软件构架设计、合理的功用模块设计来完成系统图形编辑的处置及管理。主站软件是在Windows2000、VC++6.0以及FLAH MX的环境下开发而成的。下面就软件构架的层次模型停止剖析。

控制软件系统构建的层次模型分为三层：界面交互层、数据处置层、数据传输层。

在模型中，界面交互层为友好的主人机交互界面，它向用户提供整套系统的运转状况、控制器的运转状况、灯光效果编辑、系统参数的设定。数据处置层是交互层和传输层的桥梁，该层依据上层的设定，停止相关数据信息的处置，并将下层反应数据停止处置后传送到交互层。传输层将经过数据协议、组织成帧、打包，经过通讯物理层发送给主控制器，并继续分配数据。

5 完毕语

本控制系统是一种基于RS-485现场总线的LED夜景照明控制系统。一方面，该系统提升了夜景照明设计的水准、延长了灯具的运用寿命；另一方面，由于该系统的模块构件完成了一定的通用性和复用性，对中小型企业具有较好的经济适用性。      关注电子行业精彩资讯，关注亿配芯城官方微信，精华内容抢鲜读。      关注方法：添加好友→搜索“亿配芯YiBEiiC”→关注      或微信“扫一扫”二维码                              亿配芯城（WWW.YiBEiiC.COM)隶属于深圳市新嘉盛工贸有限公司，成立于2013年并上线服务，商城平台主要特点“线上快捷交易配单+线下实体供应交货”两全其美的垂直发展理念，是国内电子元器件专业的电子商务平台+实体店企业。未来发展及模式主要以（一站式配单，平台寄售/处理闲置库存达到资源共享双赢，电子工程师交流社区，硬件开发与支持等互动服务平台）在这个高效而发展迅猛的科技互联网时代为大家提供精准的大数据资源平台。

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