智能化照明系统控制监控与控制

智能化照明系统控制监控与控制

1 、设计目标       
    本设计是基于路灯智能监控系统的模拟设计。主要为基于蓝牙的无线通信设备实现路灯控制系统的人机交互，通过PC上位机界面，设置路灯的各项控制参数，控制系统获得控制参数后对路灯进行智能控制。

主要实现了以下功能：  
1）  开发个性化PC上位机管理界面，实现对控制设备的人机交互；
2）    通过上位机完成对路灯系统的开灯时间、关灯时间、单独开关控制、系统对时控制、故障检测与显示等；  
3）    控制系统实现系统时间、开灯时间和关灯时间、光线强度、ICKEY与高校LOGO等显示；  
4）    控制系统在每天固定的时间开灯和关灯；
5）    检测光线强度进行开关灯；  
6）    根据PC管理界面的控制进行开关灯；
7）    设置参数的掉电存储；  
8）    基于RTC的系统时间管理，以及通过PC管理界面的对时；
9）    系统为12V供电系统；

2、设计过程 2.1 硬件资源           
在本设计中，主要使用了以下硬件资源：
1）  TI公司C2000系列MCU(TMS320F28027)；  
2）  GY-30光强检测模块（基于BH1750光强感应芯片）；
3）  RTC实时时钟模块；  
4）  BLE4.0（低功耗蓝牙）模块；
5）  3W LED；  
6）  电源调理芯片；     

3、设计思路           
1）使用光度计检测环境光强，从而控制开关灯动作；           
2）使用RTC实现时钟功能，实现定时开关灯，以及晚上12点后调光功能；          
3）使用蓝牙实现与PC的无线通信；           
4）使用PC管理界面实现参数的设定等操作；           
5）使用电源转换电路实现12V输入3.3V输出给控制系统；           
6）当控制灯打开后，光度计检测到环境光强并没有较大的增大，则认为发生故障；          
7）使用LED模拟路灯操作；          
8）使用PWM控制LED亮度；

4、 系统结构
12V电源除了给LED供电外，也作为控制系统的电源，电源转换电路将12V电源转换为3.3V电源提供给系统。 TI公司的28027MCU作为核心控制芯片管理控制系统的所有模块。光强检测模块提供外部环境的光线强度，从而来决定是否需要开灯。RTC实时时钟模块为系统提供了世界时间，从而可以实现定时开关灯。LED显示模块可以显示当前系统时间、开关灯设定时间、外部环境光线强度、logo等。蓝牙通信模块提供了无限通信连接媒介，可以使用专门开发的PC控制界面来实现通信和参数设定。通过PWM波调制LED的电压来实现LED亮度的调整。

5、程序流程图        
   程序流程图如下图所示。程序开始运行后先对需要使用的一系列外设进行初始化和使能，然后分别读取RTC、光度计的数据，再对读取到的数据进行分析处理（光强是否低于需要开灯光强，是否高于需要关灯光强，是否达到开灯和关灯时间）。然后查看是否收到BLE发来的数据（在中断中接收），如果有数据发来，则处理通信数据包（是否进行了LED的开光灯控制，是否进行了开关灯时间设置，开关灯光强设置，是否进行了对时操作等）。然后进行开关灯动作操作，在LCD上更新显示，然后进行再一次循环。