CN102238769A - Led灯光控制系统 - Google Patents

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孙钦龙
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Abstract

本发明提供了的一种LED灯光控制系统，包括网络传输层、分布式控制层、LED灯光控制层，所述LED灯光控制层包括数个LED灯光控制单元，所述LED灯光控制单元基于Modbus_RTU通信协议，用RS485接口与分布式控制层相连，这样分布式控制层可采用第三方基于Modbus_RTU通信协议的控制设备，统一了控制设备的通信接口，大大提高了系统的扩展性。

Description

LED灯光控制系统
技术领域
本发明涉及机电控制系统技术中的光源控制，特别涉及一种LED灯光控制系统。
背景技术
随着科学技术的发展和对绿色环保标准的不断提高，LED灯光系统因其可配光曲线、可调光亮度，节能环保等特性被广泛应用于道路、隧道交通，环境景观等照明系统当中。在目前已有的LED灯光系统实施方案当中，通常采用控制器控制LED灯光系统电源回路的输出电流进而统一控制大量LED光源亮度、开关等技术参数。LED灯光系统控制器通过自定义串口协议进行数据通信，再接入现场控制环网，实现集成控制。当前应用于LED灯光系统的控制器仍然处于市场起步阶段，各厂家采用的通信标准不一，造成系统开放性、互联性很差，一旦实施，则对单一厂家的设备依赖性很强，不满足当今监控系统集成的开放性要求，也不利于该领域的技术统一和进步。
MODBUS是目前各类工程领域应用最广泛的通信协议之一，其特点是协议开放、认知程度高、成熟稳定，目前支持该协议的厂商数不胜数。但是在LED光智能控制方面，目前尚未得到有效应用。所以将现有的LED灯光控制系统植入标准的MODBUS RTU协议，并最终以MODBUS RTU作为LED灯控制器的对外接口，是解决当今LED灯光控制系统标准性、开放性和互联性差的最佳技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种LED灯光控制系统，其LED灯光控制器支持MODBUS RTU协议，使得控制设备与LED灯光控制器能通过RS485协议通信，以使得该灯光控制系统能够适应第三方厂商的分布式控制设备。
一种LED灯光控制系统，包括：
网络传输层，通过TCP/IP协议进行数据通信，传输控制终端的数据信号；
分布式控制层，接收网络传输层提供的控制信号，通过数据总线集中控制各LED控制单元的各项技术参数；
LED灯光控制层，包括数个LED灯光控制单元，通过数据总线接收控制信号控制LED灯光光源；
所述LED灯光控制层中的LED灯光控制单元基于Modbus_RTU通信协议，采用RS485接口与分布式控制层相连，LED灯光控制单元包括总线逻辑地址寄存部件，亮度输出寄存部件，输入寄存部件，线圈状态寄存部件和CRC校验部件。
较佳的，所述总线逻辑地址寄存部件内置保持寄存器，可以接收MODBUS主站写操作，设定LED光源的MODBUS总线逻辑地址。
较佳的，所述亮度输出寄存部件内置保持寄存器，可以接收MODBUS总线发出的写操作，设定光源的实际输出亮度百分比。
较佳的，所述输入寄存部件内置输入寄存器，可以存贮本光源的电气参数、光源实际输出亮度，并响应MODBUS总线查询命令。
较佳的，所述线圈状态寄存部件内置线圈状态寄存器，记录光源工作状态和故障状态，并响应MODBUS总线查询命令。
较佳的，所述CRC校验部件采用CRC校验码，用于校验数据准确性。
采用本发明所述的一种LED灯光控制系统，包括网络传输层、分布式控制层、LED灯光控制层，所述LED灯光控制层包括数个LED灯光控制单元，所述LED灯光控制单元基于Modbus_RTU通信协议，用RS485接口与分布式控制层相连，统一了控制设备的通信接口，这样分布式控制层可采用第三方基于Modbus_RTU通信协议的控制设备，大大提高了系统的扩展性和通用性。
附图说明
图1是本发明所述系统实施例1的系统结构图；
图2是本发明所述系统实施例2的系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案，本实施例首先以一个隧道LED灯光控制系统来进行说明。
实施例一
参照图1，图1显示了一种隧道LED灯光控制系统100，包括网络传输层110，分布式控制层120和LED灯光控制层130。
所述LED灯光控制层130包括数个LED灯光控制单元131，每个LED灯光控制单元131单独控制一个LED光源。所述LED灯光控制单元131包括单片机，I/O电路、RS485通信电路，所述I/O电路与LED光源相连。所述RS485通信电路包含数个寄存器部件和CRC校验部件以保证LED灯光控制单元131基于Modbus_RTU通信协议通过RS485通信接口与分布式控制层120进行数据通信。
所述RS485通信电路包括总线逻辑地址寄存部件，亮度输出寄存部件，输入寄存部件，线圈状态寄存部件和CRC校验部件。
总线逻辑地址寄存部件内置保持寄存器，可以接收MODBUS主站写操作，设定LED光源的MODBUS总线逻辑地址。
亮度输出寄存部件内置保持寄存器，可以接收MODBUS总线发出的写操作，设定光源的实际输出亮度百分比。
输入寄存部件内置输入寄存器，可以存贮本光源的电气参数、光源实际输出亮度，并响应MODBUS总线查询命令。
线圈状态寄存部件内置线圈状态寄存器，记录光源工作状态和故障状态，并响应MODBUS总线查询命令。
CRC校验部件按照Modbus规约的校验方式，RTU模式的校验方式为CRC-16的校验码校验。其生成多项式为X16+X15+X2+1。在算法实现上，我们可以先预置一个16位的寄存器FFFF(全1)，然后把8位的2进制数据(一个字节)与16位的CRC寄存器低8位异或，并把结果放回CRC寄存器同时寄存器内容右移，MSB补0，并检查移出的LSB。如果LSB为0则继续右移动，为1则CRC寄存器与多项式异或。重复上面操作到一个8bit字节完成，再继续对下一个数据进行相同处理，直到所有数据结束。这个时候CRC寄存器中的数据就是我们所要的CRC码了。
所述分布式控制层120采用数台通信前置机作为整个系统100的控制核心，布置在各LED光源照明物理划分区域，通信前置机通过RS486数据总线与各LED灯光控制单元131相连，并且通信前置机作为通用网关连接上层网络传输层110，起着收集LED灯光控制层130各项参数数据和下发网络传输层110控制信息的作用。
所述网络传输层110通过TCP/IP网络与分布式控制层相连120，连接设备调控中心的本地显示终端，客户端服务器，所述网络传输层110能够存储、监控分布式控制层120上传的各项参数数据并且利用其管理信息系统发出LED灯光明暗、开关等各项命令。
实施例二
图2是本发明技术方案的另一个实施例，本实施例为一LED景观灯照明系统200，包括网络传输层210，分布式控制层220和LED灯光控制层130。
所述LED灯光控制层130包括数个LED灯光控制单元131，每个LED灯光控制单元131单独控制一个LED光源。所述LED灯光控制单元131包括单片机，I/O电路、RS485通信电路，所述I/O电路与LED光源相连。所述RS485通信电路包含数个寄存器部件和CRC校验部件以保证LED灯光控制单元131基于Modbus_RTU通信协议通过RS485通信接口与分布式控制层120进行数据通信。
所述RS485通信电路包括总线逻辑地址寄存部件，亮度输出寄存部件，输入寄存部件，线圈状态寄存部件和CRC校验部件。
所述分布式管理层220采用灯光智能控制器，主要安装于景观灯的配电箱旁，通过RS485通信接口对所属区域的灯光设备进行统一管理和控制，并通过CDMA/GPRS无线通讯方式把各种数据传递到网络传输层210。
所述网络传输层210通过CDMA/GPRS无线通讯方式与监控中心相连，监控中心电脑主机上安装有远程灯光控制管理软件，及时地从各个现场站点采集各种数据，并进行分析和处理，为保证整个景观照明的管理协调和统一，同时可以及时向分布式管理层220发布控指令，进行远程的管理控制。
需要指出的是，本发明所述的实施例两者在原理相同或类似的，故其重复部分不再赘述。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种LED灯光控制系统，包括：
网络传输层，通过TCP/IP协议进行数据通信，传输控制终端的数据信号；
分布式控制层，接收网络传输层提供的控制信号，通过数据总线集中控制各LED控制单元的各项技术参数；
LED灯光控制层，包括数个LED灯光控制单元，通过数据总线接收控制信号控制LED灯光光源；
其特征在于，所述LED灯光控制层中的LED灯光控制单元基于Modbus_RTU通信协议，采用RS485接口与分布式控制层相连，LED灯光控制单元包括总线逻辑地址寄存部件，亮度输出寄存部件，输入寄存部件，线圈状态寄存部件和CRC校验部件。
2.如权利要求1所述的一种LED灯光控制系统，其特征在于，所述总线逻辑地址寄存部件内置保持寄存器，可以接收MODBUS主站写操作，设定LED光源的MODBUS总线逻辑地址。
3.如权利要求1所述的一种LED灯光控制系统，其特征在于，所述亮度输出寄存部件内置保持寄存器，可以接收MODBUS总线发出的写操作，设定光源的实际输出亮度百分比。
4.如权利要求1所述的一种LED灯光控制系统，其特征在于，所述输入寄存部件内置输入寄存器，可以存贮本光源的电气参数、光源实际输出亮度，并响应MODBUS总线查询命令。
5.如权利要求1所述的一种LED灯光控制系统，其特征在于，所述线圈状态寄存部件内置线圈状态寄存器，记录光源工作状态和故障状态，并响应MODBUS总线查询命令。
6.如权利要求1所述的一种LED灯光控制系统，其特征在于，所述CRC校验部件采用CRC校验码，用于校验数据准确性。
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