物聯網技術應用的智能LED燈光控制系統設計

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1 系統介紹及原理

1.1 系統介紹 本系統主要包括平臺的光敏電阻、控制器及紅外傳感器等設備元件。本文主要設計部分為Niagara的邏輯程序，其在本軟件平臺上可以實現自動控制，以人員進出為輸入，兩種模式兼容(手動和自動控制)，直觀地根據現實情況進行綜合判定。在功能表中附有所智能照明設備使用時長，并可通過工作時長進行智能化歸結管理[2]。

1.2 工作原理 該平臺的系統硬件可分為3大部分，包括有LED驅動、人體感應、燈光強度[3]。而Niagara軟件可以將總線設置與非IP設備連接到互聯網上，可使得Niagara軟件平臺與智能照明設備實現雙向通信，系統運行流程圖如圖1所示。

該平臺系統運行模式分為四個部分，包括有自動控制模式、手動控制模式、日程表、應急照明模式[4]。其中自動控制模式下，智能LED照明系統首先進行信號源檢測，人員是否有進出以及自然光照射之強度。當熱源傳感器探明有人員進出時，而且自然光強度小于300lx時，就會啟動智能LED燈光；手動控制模式下，系統管理人員可通過按鍵手動控制LED燈光的開啟狀態；應急照明模式分為2種模式，包括安保照明及應急疏散照明，其會與消防和門禁系統形成聯動行為，搜尋區域信號進行救援工作順利開展。日程表是為了增加Niagara平臺系統的靈活性，通過日程表或記事本進行特殊時間或事件管理，并且具自動與手動調節兩種模式。

2 控制系統實現

2.1 手動控制系統 在手動控制程序上，在該軟件平臺通過OverrideSwitch邏輯程序得以實現，功能設置如表1所示，其可根據系統模式進行調節，實現緊急啟動亦或是緊急制動功能，確保智能照明系統安全穩定運行。

表1 手動控制系統

2.2 自動控制系統 自動控制的主體程序系統是對LED智能光控的控制設計，其中紅外人體感應使用布爾模塊設計實現，自然光強度檢測模塊則由數據模塊式實現。自然光檢測模塊目的是使照明標準值與探測出的自然光強度做對比，如某小區樓梯道的標準照明值強度為200lx，因此可設置Inb為標準值200lx。并且同時將自然光檢測模塊與紅外人體感應模塊聯結至邏輯程序當中，最后輸送指令至LED智能照明設備中，實現智能照明。

當自然光檢測程序系統為150lx時，強度值未達到標準，邏輯模塊輸入為“非”，需要經判斷輸出為“True”即自然光強度檢測模塊需要開啟燈光。而且此時此刻，紅外人體感應檢測到有人員進出時，信號檢測系統程序模塊判斷輸出為“True”，隨后將按照邏輯設計優先界別排列，實時啟動智能LED智能設備。同時在邏輯程序控制當中，加入相應控制器進行實時調節，參數如下所示：P值為80，I值平均值為1.9，D值為0.3，詳見圖2。在該值下，實際控制值達到既定標準值前的過程是漸進的，因為漸進式調節智能LED燈光可以減少人員的不適感，亦可以延長智能設備的使用壽命。

圖2 自動控制系統

2.3 硬件配置

(1)紅外人體感應檢測系統。在傳感器探測范圍內，可以檢測進出人員紅外熱感能量的存在，并可以將其轉變為電流信號持續傳出，經檢測電路之后可標識人員活動軌跡。(2)自然光強度檢測系統。選取對光線敏感度高的光敏電阻作為傳感器，首先測出在不同自然光強度照射下所測量記出的電阻值，在交直流電中并聯相應的光敏電阻，將不同的電阻值轉換為電流值，并且進行相應的電流電壓信號處理[5]。

3 結論

筆者通過對Niagara平臺軟件的系統優化，對基于物聯網的智能LED燈光進行了系統控制設計，實現了軟件與硬件間的有機整合，該系統模塊集手動、自動、操作記憶為一體，為智能化燈光系統發展提供了良好的理論與現實依據。