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根据RF4CE的LED照明调控体系设计方案

为了克服现有DALI、C-Bus等照明控制系统在开放性、可靠性、安全性、设备及运行成本等方面存在的不足,依据RF4CE射频遥控标准,本文了提出了一套LED智能

0 导言

以LED 为代表的新一代绿色环保光源近年来逐渐得到遍及运用,人们对LED 照明高效操控和功用多样化、个性化的要求也不断进步。怎么可以依据用户需求营建特定场景对应的光环境,进步照明功率,削减动力糟蹋,是LED 智能操控体系研究的重要内容。

通讯方法是LED 智能操控体系的重要组成部分。现在已有运用DALI、C-Bus、DMX512、以太网等有线网络技能以及ZigBee、GPRS 等无线网络技能完成的传统光源或LED 照明操控体系,但是,依据上述通讯方法的LED 操控体系在操控协议的开放性、数据传输可靠性、安全性、设备硬件本钱、运营本钱等方面均存在必定程度的缺乏。

RF4CE 是2009 年由ZigBee 联盟与RF4CE 联盟一起提出的面向家电范畴的射频遥控规范,其方针是终究替代现在广泛运用的红外遥控技能。RF4CE 是依据IEEE802.15.4 物理层与MAC 层构建的网络层和运用层协议,具有非视距传输、双向通讯、超低功耗、互操作性好、选用免费ISM 频段等长处,可作为家庭自动化和文娱运用的重要无线通讯渠道。

针对现有LED 照明操控体系存在的缺乏,本项目依据RF4CE 射频遥控规范,规划了一套交互性好、可靠性高、经济实用的LED 智能照明体系,可经过对家居及公共场所LED照明体系的网络化调控,完成用户希望的各种照明环境,并到达节能降耗的作用。

1 体系整体结构

LED 照明调控体系由遥控器和大功率LED 调光器组成,两边经过内置RF4CE 协议的CC2530 模块完成无线衔接,图1 所示是LED 调控体系的设备结构图。用户运用遥控器按键输入操控指令,指令以契合RF4CE 协议的数据包方式发送到调光器,调光器依据指令要求,结合当前作业状况,发生R、G、B 三组PWM 输出,操控红、绿、蓝三种大功率LED 照明灯的功率,构成所需的光强或色温作用。调光器中的EEPROM用于存储特别照明作用对应的PWM 序列(即配方表)。

2 硬件电路

图2 所示为遥控器主控电路的硬件原理图。该遥控器以STC89C52 为主操控器,外设包含8 个操作按键和1 个状况指示灯。STC89C52 与CC2530 模块选用串行衔接。为节约电能,STC89C52 和CC2530 平常均处于休眠状况,8 个按键中的任何一个被按下时,除了使P2 口中对应口线表现为低电平,也经过对应二极管的导通发生外部中止,将单片机从休眠中唤醒,并当即发送按键对应的键值。CC2530 则运用串口中止唤醒,及时将主控单片机宣布的键值无线发送给LED 调光器。

图3 所示为CC2530 模块的硬件原理图。图中的CC2530是TI 公司推出的无线SoC 芯片,片上集成有80C51 微处理器、IEEE 802.15.4 RF 收发器、大容量存储器和丰厚的接口部件,经过加载ZigBee 和RF4CE 协议栈,可方便地完成依据两种协议的典型运用。CC2530 仅需少数外围元件,其间,天线部分对无线通讯功能的影响较大,故元件挑选和PCB 制版需严格遵守手册中的注意事项。

图4 所示为调光器主控电路的硬件原理图。为发生独立的3 路高频PWM,选用了单时钟周期的增强型51 内核单片机STC12C5410AD,相同晶振条件下的作业速度比一般51 单片机快8~12倍。STC12C5410AD与CC2530 模块也选用串行衔接。

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