淺談Mini EVK在地下停車庫照明節(jié)能中的應(yīng)用

摘 要： 介紹了LonWorks總線Mini EVK技術(shù)及其特點(diǎn)，根據(jù)地下停車庫照明需求，分析了系統(tǒng)控制的功能，并應(yīng)用Mini EVK技術(shù)設(shè)計(jì)智能照明控制系統(tǒng)的硬件和軟件，運(yùn)用iLon100網(wǎng)關(guān)管理各智能節(jié)點(diǎn)信息通信，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)現(xiàn)場智能節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程通信與控制，通過以太網(wǎng)更加便捷、合理地實(shí)施照明系統(tǒng)控制技術(shù)，以達(dá)到照明節(jié)能的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞： Mini EVK； 照明； 控制； Neuron； 智能節(jié)點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2013）04-18-02

Application of Mini EVK in energy saving of underground parking

Hu Liqin

（Zhejiang college of construction， Hangzhou， Zhejiang 311231， China）

Abstract： The Mini EVK technology and its characteristics are introduced. The function of intelligent lighting control system for underground parking is analyzed. Mini EVK technology of intelligent lighting control system in underground garage is applied to hardware and software design. Gateway iLon100 is used to manage information exchange between intelligent nodes and to achieve communication and control of up-level machines to site intelligent nodes. The lighting control system technology is implemented conveniently and reasonably through ethenet to reach the goal of energy-saving.

Key words： Mini EVK； light rocket； control； neuron； intelligent node

0 引言

隨著生活水平的提高，我國的老百姓汽車購買力大大提高，作為建筑物配套的地下汽車庫建設(shè)也隨之進(jìn)入高速增長期。由于地下停車場一般面積空間大，光線差，需要照明設(shè)備24小時(shí)不間斷照明，消耗了大量電能，造成大量的浪費(fèi)。能源緊張這一問題日益突出，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國能源供求緊張主要表現(xiàn)在電力上，而我國電能總消耗量的1/6用于照明[1]。地下停車場傳統(tǒng)照明控制方式很難實(shí)現(xiàn)節(jié)能管理，智能照明控制系統(tǒng)采用現(xiàn)代電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)，并輔助以其他手段（技術(shù)或控制策略），將各種照明器具有機(jī)地連接在一起，對(duì)電氣照明實(shí)行自動(dòng)控制，能夠較好地提高照明系統(tǒng)的工作效率，在滿足照度要求的情況下，最大限度地節(jié)約照明的耗能。地下汽車庫的照明節(jié)能已成為建筑照明節(jié)能的一個(gè)重要組成部分，將智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用在地下停車場照明節(jié)能上，走可持續(xù)發(fā)展的道路，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 Mini EVK

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，智能照明控制系統(tǒng)由集中控制方式向集散控制和分布式控制轉(zhuǎn)變，采用現(xiàn)場總線技術(shù)，具有數(shù)字化分布式智能控制的特點(diǎn)和開放性，使得設(shè)計(jì)更簡單，安裝更快捷，使用更靈活，管理更方便[2]。目前，常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有著名智能照明控制系統(tǒng)廠家單獨(dú)開發(fā)的，例如C—BUS總線（澳大利亞奇勝公司）等，也有針對(duì)專門調(diào)光方面的，例如DAll（數(shù)字可尋址照明接口）協(xié)議，還有X-10和EIB總線（歐洲安裝總線）協(xié)議。本文基于Mini EVK電力線型評(píng)估板智能照明控制系統(tǒng)，利用LonWorks技術(shù)通過低壓電力線載波通信技術(shù)，運(yùn)用電力線資源，利用現(xiàn)有的低壓配電線路（380/220V）交流供電線路作為通信介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)等綜合業(yè)務(wù)傳輸?shù)淖詣?dòng)化系統(tǒng)。

LonWorks總線技術(shù)是美國Echelon公司于1991年推出的局部操作網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它提供了完整的、全開放、可互操作、全分布式測控平臺(tái)，Echelon公司的Mini EVK評(píng)估套件是用來評(píng)估LonWorks技術(shù)和開發(fā)LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，減去了向?qū)С绦颉⒄{(diào)試器和開發(fā)環(huán)境，簡化了開發(fā)和評(píng)估流程，使用內(nèi)置資源編輯器，一種低成本、小節(jié)點(diǎn)開發(fā)工具。

Mini EVK硬件由包括兩個(gè)評(píng)估板，輸入/輸出（I/O）板，供電電源和USB網(wǎng)絡(luò)接口卡組成。評(píng)估板有兩種型號(hào)，雙絞線型號(hào)和電力線型號(hào)。

Mini EVK軟件簡單易用，用于編譯 Neuron C應(yīng)用，并將編譯后的運(yùn)行代碼下載到任何基于Neuron芯片或埃施朗公司的智能收發(fā)器的目標(biāo)硬件中。Mini EVK軟件帶有可執(zhí)行的示例應(yīng)用程序，不用編寫任何代碼，可以立即進(jìn)行對(duì)LonWorks平臺(tái)的評(píng)估。

Mini EVK將配置靈活的硬件平臺(tái)和示例Neuron C程序以及Neuron C編譯器有機(jī)地結(jié)合在一起。用戶可以在幾分鐘之內(nèi)搭建起一個(gè)實(shí)用的雙絞線或電力線的控制網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，繼而可以編寫、編譯和下載自己設(shè)計(jì)的新應(yīng)用程序[3]。

2 地下停車庫智能照明控制系統(tǒng)的功能

地下車庫不同區(qū)域?qū)φ彰餍Ч墓δ芘c要求都不相同，利用地下停車庫智能照明控制系統(tǒng)對(duì)地下車庫引入段、過渡段和行車道，以及停車位照明實(shí)現(xiàn)以下功能。

⑴ 充分利用自然光線，自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光強(qiáng)弱，達(dá)到設(shè)定的照度標(biāo)準(zhǔn)。行車道全部采用LED燈，運(yùn)用熱釋電紅外探測器對(duì)過往車輛進(jìn)行探測，當(dāng)有車輛經(jīng)過時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)到滿功率的70%，在這種情況下，地面照度將超過90lx，為用戶提供一個(gè)明亮的通行環(huán)境；行車道處于空閑狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)到滿功率的50%，地面照度調(diào)節(jié)到75lx，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。在停車位安裝照度傳感器，自動(dòng)根據(jù)照度測量值調(diào)節(jié)區(qū)域照明。

⑵ 不同時(shí)間和場合下，具有可以根據(jù)時(shí)間或場景對(duì)照明的要求，設(shè)置不同的場景和時(shí)間的功能。借助各種不同的“預(yù)設(shè)置”控制方式和控制元件，對(duì)不同時(shí)間不同環(huán)境的光亮度進(jìn)行精確設(shè)置和合理管理。

⑶ 管理人員通過電腦掌握地下車庫各區(qū)域當(dāng)前的照明狀態(tài)。合理實(shí)現(xiàn)手動(dòng)與自動(dòng)的切換，滿足現(xiàn)場照明的要求。

3 智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 總體設(shè)計(jì)

地下停車庫智能照明控制系統(tǒng)基于LonWorks總線技術(shù)全分布式智能監(jiān)控系統(tǒng)，共分為三層：管理計(jì)算機(jī)；網(wǎng)關(guān)適配器；若干個(gè)智能節(jié)點(diǎn)、現(xiàn)場傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。智能節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)停車庫照明監(jiān)控的需求增減，使用以Neuron芯片作為控制單元[4]，控制下屬的各類執(zhí)行單元。系統(tǒng)組成采用ISI技術(shù)，上位機(jī)通過ILON100對(duì)現(xiàn)場智能節(jié)點(diǎn)集中管理，各節(jié)點(diǎn)之間通過低壓配電照明線路實(shí)現(xiàn)通信信息傳遞。控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。數(shù)據(jù)采集如熱釋電紅外探測器對(duì)過往車輛進(jìn)行探測，以數(shù)據(jù)形式傳給Neuron3150處理芯片，經(jīng)過運(yùn)算及分析處理，以網(wǎng)絡(luò)變量形式傳給執(zhí)行單元，驅(qū)動(dòng)相關(guān)LED照明燈具，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)光的功能。

3.2 智能節(jié)點(diǎn)的開發(fā)

有關(guān)智能節(jié)點(diǎn)開發(fā)的六個(gè)步驟請(qǐng)見參考文獻(xiàn)[5]。使用Mini EVK工具做如下工作：運(yùn)行Mini EVK建立一個(gè)Neuron C應(yīng)用程序映像；添加用戶應(yīng)用程序代碼編譯；裝載這個(gè)應(yīng)用程序映像到評(píng)估板中；測試這個(gè)應(yīng)用程序[6]。

⑴ 節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)

⑵ 節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)

軟件部分利用Neuron C語言進(jìn)行編程，Neuron C語言直接支持PL3150和PL3120的固化軟件，并為分布式LonWorks環(huán)境提供了特定的對(duì)象集合及訪問這些對(duì)象的內(nèi)部函數(shù)，同時(shí)引入新的對(duì)象類—網(wǎng)絡(luò)變量，LonWorks總線上各設(shè)備之間可以通過網(wǎng)絡(luò)變量互傳信息，網(wǎng)絡(luò)變量的傳送由固件自動(dòng)完成。

3.3 上位機(jī)與智能節(jié)點(diǎn)通信的實(shí)現(xiàn)

i.LON 100網(wǎng)關(guān)可以使用PL-20 C波段電力線LONWORKS接口，電力線接口允許通過輸電干線發(fā)送信號(hào)到日常設(shè)備，這樣可以不必重新布線。它的特點(diǎn)是，有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的10/100BaseT自適應(yīng)以太網(wǎng)接口，可以連接到本地的以太網(wǎng)；使用戶能夠在Internet上訪問到LonWorks控制網(wǎng)上的設(shè)備。

采用網(wǎng)絡(luò)變量把底層控制網(wǎng)與上層信息網(wǎng)連接起來， 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送。運(yùn)用LonMaker組網(wǎng)工具，在LonMaker界面上創(chuàng)建一個(gè)i.Lon100服務(wù)器模塊、一個(gè)Device1節(jié)點(diǎn)、一個(gè) Data Logger模塊，在模塊上創(chuàng)建一個(gè)輸入變量和一個(gè)輸出變量，這樣，上層監(jiān)控程序給網(wǎng)絡(luò)變量發(fā)送的命令通過Data Logger模塊傳送到智能節(jié)點(diǎn)，智能節(jié)點(diǎn)就控制前端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。采用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）技術(shù)來實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下層節(jié)點(diǎn)之間的通信，借助LNS DDE Server接口，實(shí)現(xiàn)組態(tài)監(jiān)控程序與LonWorks網(wǎng)絡(luò)的通信。

4 結(jié)束語

將LonWorks總線的Mini EVK技術(shù)應(yīng)用于地下停車庫照明控制系統(tǒng)的開發(fā)，以低壓配電線路（380/220V交流供電線路）為通信介質(zhì)，作為信息傳輸通道，減少工程布線施工的開支。同時(shí)，自動(dòng)控制分散在不同區(qū)域的照明設(shè)備，通過時(shí)間和場景的設(shè)置，減少不必要的照明浪費(fèi)，節(jié)約用電，實(shí)現(xiàn)綠色照明。該系統(tǒng)對(duì)緩解緊張的電力供應(yīng)局面具有一定的現(xiàn)實(shí)意義，具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

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