基于CAN总线的智能照明控制系统设计课题背景及课题的提出及意义.doc

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1、基于CAN总线的智能照明控制系统设计课题背景及课题的提出及意义 1.1 课题背景现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络，它作为工业数据通信网络的基础，沟通了生产过程现场级控制设备之间及其更高控制管理层之间的联系。由于现场总线适应了工业控制系统向分散化、网络化和智能化的发展趋势，它一经产生便成为全球自动化技术的热点。它的出现，导致了目前生产的自动化系统结构和设备的深刻变革。照明是利用各种光源，照亮工作和生活场所或个别物体的措施，利用太阳能和天空光的称“天然采光”，利用人工光源的称“人工照明”。照明控制是对照明使用的质和量

2、的驾驭，对包括人工光源和自然光源在内的各种光源的使用状态进行调整，以实现更舒适、更优美、更节能的照明环境的具体手段。随着科技的发展和人们物质、精神生活水平的提高，照明不仅仅是满足人们视觉上明亮的要求，还要满足艺术性的要求，要创造出丰富多彩的意境，给人们以享受。自1973年世界上发生了第一次能源危机以来，国际上对照明节能的逐渐重视起来，并提出了“绿色照明”理念，在发展绿色照明工程的过程中照明控制起了非常重要的作用，这也在很大程度上促进了照明控制技术的发展。因此，本课题就是利用高性价比、安全可靠运用广泛的CAN总线控制网络与照明设备构成CAN网络智能照明控制系统。因涉及到相关总线技术，所以先介绍一

3、下其内容。1.2 现场总线的技术特点和现状(1)系统开放性好(2)具有互可操作性与互用性 (3)使现场设备具有智能化和功能自治性 (4)系统结构的高度分散性 (5)对现场环境的强适应性 (6)系统成本低、性能高 在20世纪80年代中期，德、法等欧洲国家的一些大公司相继推出了自己的现场总线产品，同时制定了自己相应的标准。自20世纪90年代后，现场总线技术得到了迅猛的发展，出现了群雄并起、百家争鸣的局面，全世界发展起来的现场总线已达数十种。但通过实际应用后，这些现场总线产品的优缺点也日渐明显。这几种现场总线技术已逐渐具有影响力，并在一些特定的应用领域显示了自己的优势。 CAN局域控制网是目前运用最

4、广泛的现场总线之一，它是一种多主总线，网络上任意一个节点均可以在任意时刻主动地向网络上的其他节点发送信息，而不分主从，节点之间有优先级之分，因而通信方式灵活；CAN可以点对点、一点对多点（成组）及全局广播等几种方式传送和接收数据；CAN采用非破坏性位仲裁技术，优先级发送，可以大大节省总线冲突仲裁时间，在重负荷下表现出良好的性能。最早运用于汽车工业，随着CAN总线技术的不断发展，其运用领域也得到不断的扩展，如今，在机器人、数控技术、自动化仪表、航空工业等领域，都能看见CAN的影子。1.3 课题的提出及意义自1973年世界上发生了第一次能源危机以来，国际上对照明节能的逐渐重视起来，并提出了“绿色照

5、明”理念，在发展绿色照明工程的过程中照明控制起了非常重要的作用，这也在很大程度上促进了照明控制技术的发展。传统的照明控制技术在照明的控制方式上以手动为主，仅能实现简单的开关控制与调光控制。利用设置在灯具回路的电气参数（电压、电流、频率等），实现调光控制。这种传统的的照明控制方式，功能简单，布线复杂远不能满足当今社会发展的要求。随着计算机技术、网络通讯技术、微电子技术、现场总线技术等的发展，利用现场总线智能节点将照明设备构成局域控制网络，形成网络化控制必将成为智能照明控制的发展趋势。正因为这样研究现场总线与照明控制相结合的技术，必将是未来发展的需要，因此，有必要研究照明控制在现场总线上的应用。然

6、而，CAN总线又是现场总线的杰出代表之一，因此研究CAN总线对照明的控制有其重大的意义。这不仅促进了智能照明控制技术的发展，也拓宽了现场总线的应用领域。还能实现“绿色照明”，节约能源。考虑到照明控制技术和现场总线技术的结合构成智能网络照明控制系统是未来的发展趋势，因此我们有必要研究基于现场总线局域网络的智能照明控制技术，本课题正是基于此而提出的基于CAN总线的智能照明控制系统设计。本课题主要任务是研究CAN总线在智能照明设备控制系统中的应用，并且开发出三个智能CAN总线节点，并利用这三个节点，搭建CAN总线局域网络，实现了远距离多节点的照明控制方案，设计中采用一个主控节点，两个从节点，通过主控节点，控制两从节点上的两盏照明灯，照明灯通过AC220V供电，并制作了继电器控制模块，实现强电弱电的隔离。并通过长距离（20米左右）、多节点联网控制测试，几乎满足实际照明控制系统的所有要求，具有重大的实际应用意义。