淺談Mini EVK在地下停車庫照明節能中的應用

摘 要： 介紹了LonWorks總線Mini EVK技術及其特點，根據地下停車庫照明需求，分析了系統控制的功能，并應用Mini EVK技術設計智能照明控制系統的硬件和軟件，運用iLon100網關管理各智能節點信息通信，實現上位機對現場智能節點的遠程通信與控制，通過以太網更加便捷、合理地實施照明系統控制技術，以達到照明節能的目標。

關鍵詞： Mini EVK； 照明； 控制； Neuron； 智能節點

中圖分類號：TP273 文獻標志碼：A 文章編號：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也隨之進入高速增長期。由于地下停車場一般面積空間大，光線差，需要照明設備24小時不間斷照明，消耗了大量電能，造成大量的浪費。能源緊張這一問題日益突出，據統計，我國能源供求緊張主要表現在電力上，而我國電能總消耗量的1/6用于照明[1]。地下停車場傳統照明控制方式很難實現節能管理，智能照明控制系統采用現代電子技術、自動控制技術、計算機技術和通信網絡，并輔助以其他手段（技術或控制策略），將各種照明器具有機地連接在一起，對電氣照明實行自動控制，能夠較好地提高照明系統的工作效率，在滿足照度要求的情況下，最大限度地節約照明的耗能。地下汽車庫的照明節能已成為建筑照明節能的一個重要組成部分，將智能照明控制系統應用在地下停車場照明節能上，走可持續發展的道路，具有很大的現實意義。

1 Mini EVK

隨著計算機技術與網絡技術的迅猛發展，智能照明控制系統由集中控制方式向集散控制和分布式控制轉變，采用現場總線技術，具有數字化分布式智能控制的特點和開放性，使得設計更簡單，安裝更快捷，使用更靈活，管理更方便[2]。目前，常用網絡協議有著名智能照明控制系統廠家單獨開發的，例如C—BUS總線（澳大利亞奇勝公司）等，也有針對專門調光方面的，例如DAll（數字可尋址照明接口）協議，還有X-10和EIB總線（歐洲安裝總線）協議。本文基于Mini EVK電力線型評估板智能照明控制系統，利用LonWorks技術通過低壓電力線載波通信技術，運用電力線資源，利用現有的低壓配電線路（380/220V）交流供電線路作為通信介質，實現數據等綜合業務傳輸的自動化系統。

LonWorks總線技術是美國Echelon公司于1991年推出的局部操作網絡技術，它提供了完整的、全開放、可互操作、全分布式測控平臺，Echelon公司的Mini EVK評估套件是用來評估LonWorks技術和開發LonWorks控制網絡的設備，減去了向導程序、調試器和開發環境，簡化了開發和評估流程，使用內置資源編輯器，一種低成本、小節點開發工具。

Mini EVK硬件由包括兩個評估板，輸入/輸出（I/O）板，供電電源和USB網絡接口卡組成。評估板有兩種型號，雙絞線型號和電力線型號。

Mini EVK軟件簡單易用，用于編譯 Neuron C應用，并將編譯后的運行代碼下載到任何基于Neuron芯片或埃施朗公司的智能收發器的目標硬件中。Mini EVK軟件帶有可執行的示例應用程序，不用編寫任何代碼，可以立即進行對LonWorks平臺的評估。

Mini EVK將配置靈活的硬件平臺和示例Neuron C程序以及Neuron C編譯器有機地結合在一起。用戶可以在幾分鐘之內搭建起一個實用的雙絞線或電力線的控制網絡的實驗環境，繼而可以編寫、編譯和下載自己設計的新應用程序[3]。

2 地下停車庫智能照明控制系統的功能

地下車庫不同區域對照明效果的功能與要求都不相同，利用地下停車庫智能照明控制系統對地下車庫引入段、過渡段和行車道，以及停車位照明實現以下功能。

⑴ 充分利用自然光線，自動調節燈光強弱，達到設定的照度標準。行車道全部采用LED燈，運用熱釋電紅外探測器對過往車輛進行探測，當有車輛經過時，自動調節到滿功率的70%，在這種情況下，地面照度將超過90lx，為用戶提供一個明亮的通行環境；行車道處于空閑狀態時，自動調節到滿功率的50%，地面照度調節到75lx，滿足國家標準要求。在停車位安裝照度傳感器，自動根據照度測量值調節區域照明。

⑵ 不同時間和場合下，具有可以根據時間或場景對照明的要求，設置不同的場景和時間的功能。借助各種不同的“預設置”控制方式和控制元件，對不同時間不同環境的光亮度進行精確設置和合理管理。

⑶ 管理人員通過電腦掌握地下車庫各區域當前的照明狀態。合理實現手動與自動的切換，滿足現場照明的要求。

3 智能照明控制系統設計

3.1 總體設計

地下停車庫智能照明控制系統基于LonWorks總線技術全分布式智能監控系統，共分為三層：管理計算機；網關適配器；若干個智能節點、現場傳感器和執行機構。智能節點可以根據停車庫照明監控的需求增減，使用以Neuron芯片作為控制單元[4]，控制下屬的各類執行單元。系統組成采用ISI技術，上位機通過ILON100對現場智能節點集中管理，各節點之間通過低壓配電照明線路實現通信信息傳遞。控制系統總體結構如圖1所示。數據采集如熱釋電紅外探測器對過往車輛進行探測，以數據形式傳給Neuron3150處理芯片，經過運算及分析處理，以網絡變量形式傳給執行單元，驅動相關LED照明燈具，實現自動調光的功能。

3.2 智能節點的開發

有關智能節點開發的六個步驟請見參考文獻[5]。使用Mini EVK工具做如下工作：運行Mini EVK建立一個Neuron C應用程序映像；添加用戶應用程序代碼編譯；裝載這個應用程序映像到評估板中；測試這個應用程序[6]。

⑴ 節點硬件設計

⑵ 節點軟件設計

軟件部分利用Neuron C語言進行編程，Neuron C語言直接支持PL3150和PL3120的固化軟件，并為分布式LonWorks環境提供了特定的對象集合及訪問這些對象的內部函數，同時引入新的對象類—網絡變量，LonWorks總線上各設備之間可以通過網絡變量互傳信息，網絡變量的傳送由固件自動完成。

3.3 上位機與智能節點通信的實現

i.LON 100網關可以使用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送信號到日常設備，這樣可以不必重新布線。它的特點是，有一個標準的10/100BaseT自適應以太網接口，可以連接到本地的以太網；使用戶能夠在Internet上訪問到LonWorks控制網上的設備。

采用網絡變量把底層控制網與上層信息網連接起來， 實現數據的實時傳送。運用LonMaker組網工具，在LonMaker界面上創建一個i.Lon100服務器模塊、一個Device1節點、一個 Data Logger模塊，在模塊上創建一個輸入變量和一個輸出變量，這樣，上層監控程序給網絡變量發送的命令通過Data Logger模塊傳送到智能節點，智能節點就控制前端執行機構，實現遠程控制。采用動態數據交換（DDE）技術來實現上位機與下層節點之間的通信，借助LNS DDE Server接口，實現組態監控程序與LonWorks網絡的通信。

4 結束語

將LonWorks總線的Mini EVK技術應用于地下停車庫照明控制系統的開發，以低壓配電線路（380/220V交流供電線路）為通信介質，作為信息傳輸通道，減少工程布線施工的開支。同時，自動控制分散在不同區域的照明設備，通過時間和場景的設置，減少不必要的照明浪費，節約用電，實現綠色照明。該系統對緩解緊張的電力供應局面具有一定的現實意義，具有廣闊的發展前景。

參考文獻：

[1] 胡開明，李躍，盧偉華.智能路燈節能控制器的設計與實現[J].現代電子技術，2009.9：143-145

[2] 沈瑞珠.智能照明系統在智能建筑中的應用[J].低壓電器，2002.5：20-22

[3] EehelonCorp.Mini EVK User's Guide[M].Revision 3.

[4] 汪魯才.基于LonWorks技術的智能低壓配電系統設計[J]. 低壓電器，1999.2：3-7

[5] 馬莉.智能控制控制與Lon網絡開發技術[M].北京航空航天大學出版社，2003.

[6] 徐躍峰，張曉蘭.基于LonWorks 技術的智能調光節點的設計[J].哈爾濱商業大學學報，2007.2：96-98

[7] 楊育紅.Lon網絡程序設計[M].西安電子科技大學出版社，2001.

[8] Eehelon Corp. PL3120 and PL 3150 Sma rt Transceivers DataBook[G].