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教学楼智能照明控制系统的研究

作 者: 陈勇
导 师: 郭铁桥
学 校: 华北电力大学
专 业: 机械电子工程
关键词: 智能照明 CAN总线 LIN总线 教学楼
分类号: TP273.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要


针对国际能源短缺及高校教学楼照明浪费的现象,有必要设计一种运用于教学楼的智能照明控制系统。CAN总线具有可靠性高、实时性强、成本合理、功能完善,是常见的现场总线技术,在各领域得到广泛的应用。LIN是一种低成本、串行通信总线,属于CAN的下层网络,是CAN总线的一种有效补充。CAN/LIN总线组成的控制网络可以降低了成本,提高通信效率,对教学楼智能照明控制系统的研究具有一定的意义。本课题首先分析了国内外能源浪费的现象,比较了几种常见的现场总线技术,提出一种基于CAN/LIN总线的教学楼智能照明控制系统;介绍了CAN总线和LIN总线的相关协议规范,从而确定采用分两级网络管理的系统结构,并根据系统总体结构确定软硬件的设计方案。其次,描述TSL230照度模块和HN911L红外检测模块的功能和设计相关电路,利用DIALux软件对教室内照度情况进行仿真,从而确定检测模块的安装位置。然后重点研究了总线接口电路的设计。分析了CAN总线和LIN总线的相关收发器,确定了CAN总线节点、LIN总线主节点和LIN总线从节点的相关设计方案,并对相关电路进行分析。最后,根据相关的总线协议,对控制总线的软件部分设计进行了研究,利用C言语编写控制程序,完成不同总线之间的通信,实现教学楼照明控制系统的智能化。根据课题的要求,本文完成了对教学楼智能照明控制系统的理论及实现方法的研究,通过编程实现控制总线间的通信。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-12
  1.1 课题背景  9-10
    1.1.1 现今能源面临危机  9
    1.1.2 高校照明现状  9-10
  1.2 选题意义  10-11
  1.3 论文结构  11-12
第2章 系统结构与方案设定  12-22
  2.1 常见总线  12-13
  2.2 总线协议分析  13-17
    2.2.1 CAN 总线  13-15
    2.2.2 LIN 总线  15-17
  2.3 系统总体结构  17-19
  2.4 设计方案确定  19-21
    2.4.1 硬件设计方案确定  19-20
    2.4.2 软件设计方案确定  20-21
  2.5 本章小结  21-22
第3章 智能照明系统检测模块设计  22-32
  3.1 数据采集模块电路设计  22-28
    3.1.1 照度检测模块电路设计  22-26
    3.1.2 红外探测模块电路设计  26-28
  3.2 传感器的布置  28-31
    3.2.1 布置要求  28-29
    3.2.2 软件仿真  29-31
  3.4 本章小结  31-32
第4章 总线接口电路设计  32-45
  4.1 CAN 总线接口电路设计  32-36
    4.1.1 CAN 控制器SJA1000  32-33
    4.1.2 CAN 驱动器 TJA1050  33-35
    4.1.3 CAN 总线通信电路设计  35-36
  4.2 LIN 网络节点方案设计  36-44
    4.2.1 方案确定  36-40
    4.2.2 LIN 网络主节点硬件设计  40-42
    4.2.3 LIN 网络从节点硬件设计  42-44
  4.3 本章小结  44-45
第5章 智能照明系统软件设计  45-53
  5.1 软件编程思想  45
  5.2 控制器功能的实现  45-47
  5.3 总线通信的实现  47-52
    5.3.1 CAN 总线通信的实现  47-50
    5.3.2 LIN 总线通信的实现  50-52
  5.4 本章小结  52-53
第6章 总结与展望  53-55
  6.1 总结  53
  6.2 展望  53-55
参考文献  55-57
攻读硕士期间发表的论文  57-58
致谢  58-59
详细摘要  59-66

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
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