基于RS-485 总线的智能灯光控制系统
智能照明上位机485通讯协议
BIT7
BIT6
BIT5
BIT4
BIT3
BIT2
BIT0
BIT1
传输方向
功能码
0下行
1上行
1请求/响应帧
2主动上报帧
校验：从起始符到校验码之前的所有字节之和，取低8位。
AFN
代码
说明
备注
00
确认/否认帧
01
02
03
04
05
终端控制
06
终端数据读取
07
确认/否认帧AFN=00
Fn
名称及说明
1
确认
数据内容
数据格式
字节数
终端地址
BIN
1
通道0
BIN
1
通道1
BIN
1
通道2
BIN
1
通道3
BIN
1
通道4
BIN
1
通道4
BIN
1
通道6
BIN
1
通道7
BIN
1
保留
BIN
1
上位机通讯协议
波特率9600，无校验，1起始位，1停止位
如无特殊约定，一律低字节在前，高字节在后
帧格式定义
名称
符号
长度
帧起始符
68H
1
地址域
A
2
帧序号
SER
1
保留
暂时留空
1
控制域
C
1
应用层长度
L
2
应用层
功能码AFN
1
数据单元标识Fn
1
数据单元DATA
可变
校验
CS
1
结束字符
基于RS_485总线的智能灯光控制系统
PRO CESS AUTOMAT I ON I N STRU M ENTAT I ON Vo.l 27Supp le m en t Iss u e M ay 2006基于RS 485总线的智能灯光控制系统RS 485Based I nte lli g ent Li g ht Contro l Syste m鞠 洁 孙自强(华东理工大学自动化研究所,上海 200237)摘 要:从智能灯光控制系统的意义出发,简单地介绍了RS485技术的应用特点,阐述了控制系统的硬件,软件设计以及串行通信程序的使用。
详细介绍了专用通信芯片MAX1487以及AD 7843驱动触摸屏的特点及其应用。
实践证明,基于现场总线的智能灯光控制系统的设计是可行的,它具有成本较低、可靠性较高、使用方便、节约能源等优点。
关键词:灯光控制系统 RS 485总线 触摸屏中图分类号:TN 383 文献标识码:BAbstract :Fro m t he si gnificance of i ntelli gent li ght contro l syste m ,the applicable features of RS485technology are i ntroduced briefl y .The hard ware of control syste m ,desi gn o f soft ware and the use o f seri a l co mmunicati on progra m are descr i bed .The features and applicati ons of t he dedica ted co mmuni cation chi pMAX1487and t ouch screen dr i ver AD7843are presented i n det a i .l The practice s hows that the desi gn of i ntelli gent li ght contro l s yste m based on fiel dbus is feasi ble .It off ers advantages o f l ow cos,t hi gh reli abilit y ,easy operation and l o w po wer cons u mpti on ,et c .K ey words :L i ght contro l s yste m RS 485bus T ouch screen0 引言智能灯光控制系统以灯光亮度调节控制器为中心,一端连接受控灯源(必要时还要经过镇流、变压设备);另一端连接各种控制模块(如无线遥控模块、触摸式终端、PC 机),控制者通过控制器或专用软件界面,实现对受控灯源亮度的多种方式调节,包括灯光亮度渐变调节、受控灯源统一开关、定时控制、预设场景控制等,最终达到节约电能、方便使用、营造特殊环境气氛、降低灯具损耗等目的。
智能灯光控制系统基本原理及操作说明111
智能灯光控制系统基本原理及操作说明书编制单位：广东省集美设计工程有限公司编制日期：2016年12月智能灯光控制系统基本原理及操作说明书1．智能灯光控制系统基本原理：智能灯光控制系统由电源模块、总线交换机、开关模块、逻辑控制模块、液晶触摸屏等设备组成。
1．1电源模块安装在配电箱内，为系统设备提供电源。
1．2总线交换机安装在配电箱内，为系统与外网连接用，可通过总线交换机RJ45接口与局域网、因特网连接，连上电脑可对灯光系统进行编程。
总线交换机IP：192.168.10.2501．3开关模块安装在配电箱内，执行控制模块发出的指令，进行开关灯操作。
平时不需要人工操作。
1．4逻辑控制模块安装在配电箱内，可进行多种逻辑关系编程，将编程指令发送至开关模块进行开关灯操作。
例如开馆与闭馆场景的定时编程指令。
平时不需要人工操作。
1．5液晶触摸屏安装在展厅门口边上，可编辑多种场景的开关灯指令，并将编程指令发送至开关模块，供人工手动开关灯操作。
2．触摸屏使用说明2.1出现以下页面时点击触摸屏，则会出现输入密码的页面。
2.2输入正确的密码输入错误点击返回重新输入2.3进入到如下页面。
2.3.1 LIGHT1开馆场景控制,点击LIGHT1开馆场景开灯，再次点击关灯。
图标显示黄颜色为开灯，白颜色为关灯。
2.3.2 LIGHT2闭馆场景控制,点击LIGHT2闭馆场景开灯，再次点击关灯。
图标显示黄颜色为开灯，白颜色为关灯。
2.3.3 SETUP系统设置,系统设置非技术人员不要点击进入修改参数。
a 点击SETUP进入系统设置页面①基本设置为设备ID参数，不可以修改。
②亮度设置为液晶屏的显示亮度设置。
③语言为液晶屏菜单语言设置。
④密码设置，可以自由设置登陆密码，步骤如下：点击进入页面a 桌面页，为需设置密码的页面，不同页面可设置不同密码。
b 密码栏打√为使用密码登录，打×为不需要密码登录。
c 输入旧密码XXXX 点击ENd 输入新密码XXXX 点击ENe 设置密码成功，点击返回上一层，点击返回主菜单。
基于RS-485通信协议智能灯控设计
• 203•导入相应的序号，切片处理要用的图像。
向视频接口内传输数据信息，依次采用DMD 控制设备、高速投影机、DLP 和散射屏等设备进行处理和投影。
电机驱动是支持图像信息高速处理的重要前提条件，转速传感器通过电机的驱动对转台的速度和角度进行探测，同时向控制器传输探测信号，从而闭环式控制转台。
4 计算机图像畸变矫正4.1 矫正畸变技术人员基于计算机视觉算法，能够灵活利用计算机的特点处理畸变图像，通过投影设备完成垂直投影时，垂轴放大率在视场变化的干扰下会渐渐变大，造成装置内的素点出现比较明显的偏移。
一旦偏移距离过大，图像就会发生畸变，针对这种情况技术人员要及时采取图像处理技术将畸变消除，让图像能恢复原状，避免因畸变而影响使用。
目前经常遇到的需要处理的畸变问题以径向畸变和切向畸变为主，但是使用后者造成的图像畸变其实并不明显，所以在处理图像畸变时主要针对的是径向畸变，其类型可分为两种，即桶型畸变与枕型畸变。
通常认为导致图形畸变的原因是空间状态发生扭曲，也就是我们所说的曲线畸变。
以往技术人员运用二次多项式矩阵来求解畸变系数，然而当面对图像畸变复杂的情况时，该方法并不奏效。
若多项式次数增高，处理畸变时要用到的矩阵的逆也要增大，那么随后编程、求解和计算的难度都会加大。
基于BP 神经网络矫正畸变，能适当提高精度。
而基于计算机视觉算法，可以深化矫正畸变的方式，即采用卷积神经网络处理图像畸变。
相比于传统技术，这种新技术具有与生物神经网络相似的权值共享网络结构，让网络模型的复杂程度与难度得以降低，权值数量减少，识别与泛化畸形图像的能力提高。
4.2 处理畸变图像卷积神经网络是一种人工神经网络，能够优化图像处理技术。
卷积神经网络的权值共享性与稀疏连接性都比较好，而且只需简单操作就能完成训练，也容易学习，在处理畸变图像方面是一种非常适合的连接方式。
在处理畸变图像时，网络输入主要是输入多维图像，图像能够一次性进入网络内，不必再次对图像数据进行提取，比传统的识别算法更加简单。
基于RS-485总线多CPU控制系统简化网络模型及其通讯协议
互 联 的 基 准 模 型 ， 包 含 七 层 参 考 模 型 ， 别 为 ： 用 层 、 示 其 分 应 表
层 、 话 层 、 输 层 、 络 层 、 据 链 路 层 和 物 理 层 。 而 Ｔ ／Ｐ 会 运 网 数 ＣＰ Ｉ 实 质上 讲 只有 三 层 ， 应 用 层 、 输 层 和 网络 层 。 由于 网络 接 口 即 运 层 并 没 有 什 么具 体 的 内容 ， 所 以在 综 合 ＯＳ 和 Ｔ Ｐ Ｉ ｆ Ｃ ／Ｐ 的 特点 ，可 以简 化 为 五 层 模
３ 运 输 层 ： 供 控 制 程序 之 间 通 信 服 务 ， ＣＰ 之 间 数 据 ） 提 各 Ｕ 可 靠 连 接 和 传 输 ， 测 传 输 中 出现 的错 误 、 帧 等 错 误 并 解 决 这 检 丢
些错 误 。
４） 用 层 ： 应 利用 下 层 提 供 的数 据 和接 口 ， 义 解 释 网 络数 据 定 协议 。将 网 络 数据 解 释成 控 制 软 件 能 够 使 用 的 各 种 控 制 命 令 或
图 ２ 指 令 数 据 帧 格 式
挖制指 令 （ Ｂ Ｔ ） １Ｙ Ｅ
帧数 （ Ｂ Ｔ ） ２ ＹＥ
累Ｊ Ｊ和校验 ｌ １
１２ Ｏ ｆ 层 模 型 的简 化 ｌ Ｓ七 ＯＳ 参 考 模 型 是 国际 标 准 化 组 织 （ Ｏ） 定 的 一 种 开 放 式 ｆ ｆ 制 Ｓ
１４ 简 化 网络 模 型 中帧 封 装 格 式 ．
１４１ 指 令数 据 帧格 式 ．． 对 于 多 Ｃ Ｕ控 制 系 统 来 说 ，一 般 指 令 由 “ Ｐ 目的 ＋内容 ” 组 成 。 目的 ” 指 令 所 要 实 现 的 功 能 ，内 容 ” “ 为 “ 为要 实 现 目 的所 要 的 数 据 。所 以必 须 要 为 整 个 网 络 定 义 一个 统 一 的 帧 格式 ， 如 图 ２ 其
基于RS 485的远程控制系统设计
基于RS 485的远程控制系统设计作者：孙宇翔,全厚德来源：《现代电子技术》2009年第19期摘要:在信息化条件下,根据战场模式和战场环境的变化,采用新思路和新方法提出一种能够实现远程控制功能的系统的设计方案。
该系统基于RS 485通信协议,采用单片机作为逻辑芯片,具有实时性强、编程简单、成本低、工作可靠的特点。
关键词:C8051F020单片机;RS 485;MAX485;串行通信中图分类号:TN91文献标识码:A文章编号:1004-373X(2009)19-049-04Design of Long-distance Control System Based on RS 485SUN Yuxiang,QUAN Houde(Ordnance Engineering College,Shijiazhuang,050003,China)Abstract:Basing on transformation of the mode and the surroundings of battlefield,a scheme by using new notion and new method to realize the long-distance control system in the information-based condition.The system is based on RS 485,adopts C8051F020 as the logic element,the characteristics of which are shown as follows: real-time system,easy to program,low cost and working reliably.Keywords:C8051F020;RS 485;MAX485;serial communication0 引言某型防空指挥系统是一个以微型计算机为核心的模块化和节点化设计的网络系统。
基于RS-485协议的工控机对多台变频器的组网控制系统设计及实现
基于RS-485协议的工控机对多台变频器的组网控制系统设计及实现王冠霖【摘要】为了实现工控机和多个变频器的组网,依据计算机控制理论,设计了一种基于RS-485总线通信协议的计算机控制系统.通过对旋转头的转速及扭矩的实验可得,在转速较小时100 r/min,电机的扭矩即可达到较大值-12 N·m,体现了电机较好的磨合程度与机械性能.研究结果还表明,该系统实现简单,通信可靠,具有网络化、智能化等功能,可被广泛使用于其他旋转头系统中.%In order to realize the networking of the industrial PC and multiple frequency converter,a kind of computer control system was designed based on the RS-485 bus communication protocol.Through the swirling head rotation speed and torque of the experiment,when the speed is 100 r/min,torque of the motor can achieve-12 N·m.The rusult reflects a better degree of motor grinding and mechanical performance.The results also show that the system is easy to implement,and reliable communication,network,intelligence and can be widely used in other swirling head system.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2017(040)004【总页数】5页(P931-935)【关键词】计算机;RS-485协议;转速;扭矩【作者】王冠霖【作者单位】中国石油西部管道公司,乌鲁木齐 830011【正文语种】中文【中图分类】TM343目前,电机已广泛应用于工业化大规模生产中,且工业中对电机转速的要求也越来越严格。
隧道照明智能调光控制系统方案分析
隧道照明智能调光控制系统方案分析发布时间：2021-03-26T05:54:51.746Z 来源：《房地产世界》2020年18期作者：朱子亚[导读] 随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，公路建设在不断完善，公路隧道照明系统是高速行车安全的重要保障。
采用回路控制的传统隧道照明系统已经不能满足现代绿色节能、精细化运营的需求，智能调光系统应运而生。
本文结合公路隧道的发展趋势和隧道照明工程的特点，分析了三种主流的隧道照明智能调光系统控制方案及其特点。
朱子亚江苏冠懋绿化工程有限公司摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，公路建设在不断完善，公路隧道照明系统是高速行车安全的重要保障。
采用回路控制的传统隧道照明系统已经不能满足现代绿色节能、精细化运营的需求，智能调光系统应运而生。
本文结合公路隧道的发展趋势和隧道照明工程的特点，分析了三种主流的隧道照明智能调光系统控制方案及其特点。
关键词：隧道照明；智能调光；控制方案引言在高速公路建设中，隧道照明需耗费庞大的资金，对于运营单位而言，需承受较大的经济压力。
随着节能减排理念的提出，加上为了提升企业的经济效益，减少隧道照明的费用便成了企业的重要目标。
在以往的隧道照明中，钠灯为首要的选择，但资源损耗较大，系统的启动速度还需优化，且难以达到智能化的标准。
而随着LED灯及智能调光系统的应用，改善了隧道照明的现状，经济环保、低能耗，发展前景广阔。
但在智能调光系统的应用后，也发现其有一定的不足，还需改进优化，使智能调光系统更加先进、完善，以实现节能减排的目标。
1城市隧道照明与通风系统的关系隧道通风系统和照明系统存在着相互依存、不可分割的关系，在实际工程设计中，专业之间必须有效沟通和协作。
由于车行在隧道内产生的烟尘不易消散，隧道照明系统既要考虑光线的穿透性能，也要考虑由于烟尘反射造成的亮度损失。
在JTG/TD70/2-02-2014《公路隧道通风设计细则》中，对采用LED灯的通风烟尘设计提出了新的要求。
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PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION Vol.27Supplement Issue May 2006基于RS-485总线的智能灯光控制系统RS_485Ba ed lntelligent Light Control Sy tem鞠 洁 孙自强（华东理工大学自动化研究所，上海 200237）摘 要：从智能灯光控制系统的意义出发，简单地介绍了RS485技术的应用特点，阐述了控制系统的硬件，软件设计以及串行通信程序的使用。
详细介绍了专用通信芯片MAX1487以及AD7843驱动触摸屏的特点及其应用。
实践证明，基于现场总线的智能灯光控制系统的设计是可行的，它具有成本较低、可靠性较高、使用方便、节约能源等优点。
关键词：灯光控制系统 RS-485总线 触摸屏中图分类号：TN383 文献标识码：BAbstract ：From the significance of intelligent light control system ，the applicable features of RS485technology are introduced briefly.The hard-ware of control system ，design of software and the use of serial communication program are described.The features and applications of the dedica-ted communication chip MAX1487and touch-screen driver AD7843are presented in detail.The practice shows that the design of intelligent light control system based on fieldbus is feasible.It offers advantages of low cost ，high reliability ，easy operation and low power consumption ，etc.Keywords ：Light control system RS-485bus Touch-screen0 引言智能灯光控制系统以灯光亮度调节控制器为中心，一端连接受控灯源（必要时还要经过镇流、变压设备）；另一端连接各种控制模块（如无线遥控模块、触摸式终端、PC 机），控制者通过控制器或专用软件界面，实现对受控灯源亮度的多种方式调节，包括灯光亮度渐变调节、受控灯源统一开关、定时控制、预设场景控制等，最终达到节约电能、方便使用、营造特殊环境气氛、降低灯具损耗等目的。
系统通信通用RS-485总线实现。
在数据通信、计算机网络以及分布式控制系统中，经常采用串行通信来实现信息交换，RS-485串行接口的电器标准实际上是RS-422的变型，它属于OSI 七层模型的物理层协议标准。
由于性能优异、结构简单、组网容易，RS-485总线得到越来越广泛的应用。
RS-485总线允许多个发送器连接到同一条总线上，增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线的共模范围。
它采用了平衡传输方式，需要在传输线上接终端电阻。
RS-485总线只能工作在半双工方式，为保证通信的可靠性，在通信系统设计时，要根据通信要求制定合理的通信协议。
RS-485接口标准主要用于多站互联。
现在许多仪表具有RS-485通信接口。
RS-485协议的技术性能：传输速率最大为10Mbps ；最大距离为1200m ；高阻抗噪声的差分（有补偿线）传送；最高为32个节点；单组双绞线电缆上的双向主从通信；并行连接的节点、多工通信。
1 系统设计系统设计基于RS-485总线技术，控制器为灯光控制系统提供了直观友好的人机界面和设计各种操作方式的可能。
由于控制器综合了精确的触摸屏控制技术、可靠的RS-485总线通信技术以及高性能单片机的运用，因而可以很容易地改造为其它类似控制系统的控制器，具有一定的通用性，系统结构如图1所示。
图1 系统结构框图Fig.1 System structure2 MAX1487电路、通信协议及软件设计硬件上使用专用通信芯片MAX1487。
由MAX1487组成的差分平衡系统抗干扰能力强，接收器可检测低达200mV 的信号，是一种高速、低功耗、控制方便的异步通信接口芯片。
由于MAX1487仅实现相当于以太网通信中物理层意义上的传输任务，所以单片机软件要完成对通信的数据流的控制，并保证系统251基于RS-485总线的智能灯光控制系统 鞠 洁，等级通信的正确、可靠。
MAX1487采用+5V电源供电，当供电电流约为500µA时，传输速率达到2.5Mbps。
它适宜于半双工通信，通信传输线上最多可挂128个收发器，其输入输出的差动电压符合RS-485标准。
2.1 芯片结构MAX1487的管脚及内部结构框图如图2所示。
脚1，RO为接受器输出；脚2，RE为接收器使能；脚3，DE为驱动器使能；脚4，为DI驱动器输入；脚5为GND地；脚6为A接收器非反相输入或驱动器非反相输出；脚7为B：接收器反相输入或驱动器反相输出；脚8为VCC电源。
图2 MAX1487的管脚及结构框图Fig.2 Pins and structure of MAX14872.2 MAX1487电路及通信协议在通信电路中，一般PC机作为上位机只有RS-232标准的通信接口，要实现RS-485标准接口通信，必须通过RS-232/485转换接口电路，完成由EIA电平到TTL电平的转换。
如专用带隔离RS-232/485转换器。
MAX1487的RE和DE连接同一控制信号，可严格保证收发信号在时间上错开，如图3所示的实际电路。
图3 连接电路图Fig.3 Connection circuits一般的程序设计是中断一次接收一个字节数据，我们将使一次中断接收一个完整的数据包。
数据包由从机地址、命令字节、数据字节数、传送数据、校验和等5部分组成。
主机向下先发送从机地址，从机进入中断接收程序，如地址相符，再以查询方式接收命令字节、数据字节数、传送数据和校验和。
从机根据接收到的校验和判断接收正确与否。
这时从机由接收状态置成发送状态，若接收正确则发送确认信号及其它回应信息，否则发送失败信号。
中断返回前从机再置成接收状态。
在主从机收发程序中做了超时处理，若经过一段时间收不到信息，则此次通信失败。
2.3 软件设计工作方式：定时器1为工作方式2，串行口为工作方式3；传送方式：中断接收与发送响应信息；数据格式：1个起始位，8个数据位。
1个TB8或RB8，1个停止位；波特率：9600bps。
单片机通信程序如下：main（）｛//初始化TMOD=0x20；TL1=0xFD；//设定波特率为9600bitTH1=0xFD；PCON=0X80；TCON=0x00；SCON=0xF0；TR1=1；REN=1；ES=1；EA=1；P35=1；//处于接收状态｝串行口中断程序void serial（）interrupt4using1｛unsigned char address；RI=0；//关闭中断address=SBUF；if（address==0x01）｛P35=0；SM2=0；//接收数据及相应处理SM2=1；｝else SM2=1；｝3 AD7843在触摸屏中的应用本系统采用以触摸屏加液晶屏提供人机界面。
AD7843是ADI公司生产的AD7843四线式触摸屏控制器，目前该控制器已广泛应用于电阻式触摸屏输入系统中。
AD7843数字转换器在一个12位逐次逼近式比较寄存器（SAR）ADC架构上集成了用于驱动触摸屏的低通阻抗开关，其硬件接口示意图如图4所示。
图4 硬件结构图Fig.4 Hardware structure（下转第156页）351基于RS-485总线的智能灯光控制系统鞠洁，等《自动化仪表》第27卷增刊2006年5月PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION Vol.27Supplement Issue May 2006结果，需要多次整定才能最终达到很好的结果，如图5所示。
图中所示的1，2，…，7表示自整定的次数。
自整定几次后，使实际达到160+4-3℃，比较理想。
图5 实际响应曲线Fig.5 Real response curve值得注意的是：程序C 01=30中的30是起始温度值，在今后的每次加热前都要根据实际炉温而定。
例如：加热前仪表显示的炉温为27℃，则起始温度则定为27.5℃或28℃为宜，即起始温度比实际显示炉温略大于1℃，这样，当加热后实际显示炉温达到起始温度后，就会按设定曲线上升；若起始温度太大，则由于开始加热时设定值高于实际显示值太多（偏差太大），将使炉温很快上升，超过了起始温度很多。
只有实际炉温下降到设定起始炉温时，才能沿着上升曲线加温。
而此时，上升时间已大大超过程序设定的上升时间；③第一次自整定结束后，还要进行多次自整定。
每次整定前一定要将opad →置2→置1，然后在实际温度到达设定温度值附近再进行整定，否则不能再次进行自整定。
左、右电炉中仪表进行自整定的方法相同；④整定好的仪表，再运行图3（左炉）、图4（右炉）所示的工艺程序时，不必再进行自整定了，每次加热前，只要将图3、图4曲线的控温程序分别输入到左、右炉仪表中并记录各自的起始温度值即可。
3 应用效果温度控制系统中采用的XM908P 仪表由北京金立石自动化仪表厂生产，应用于常州牵引电机厂制造的两台超速机上，控温效果非常理想；一是控温精度高；二是适应多种换向器温度控制工艺的要求，改变控温工艺非常容易，只要改变不同的控温程序即可实现；三是操作简单。
该控温系统是目前国内应用效果不错的超速机之一。
4 结束语除此之外，该仪表还可以与各类传感器、变送器配合使用，实现对温度、压力、液位、容量、转速等物理量的测量和显示，并配合各种执行机构对电加热设备、电动阀门、变频器、制冷过程进行PID 调节、控制、报警、数据采集和记录，应用前景十分广泛。
收稿日期：2006-02-15。
第一作者赵宏，女，1966年生，学士，副教授；主要研究方向为智能仪表。
（上接第153页）图5 测量周期的流程图Fig.5 Flowchart of measuring cycle触摸屏为四线制电阻屏，可等效成水平方向和垂直方向的两个线性电阻。
当有键按下时，通过控制AD7843可以测量到触摸位置对应的水平方向和垂直方向的电压值，进而通过计算得到触摸位置的坐标值。
AD7843的控制时序由CPU 产生，测量命令的发送和测量数据的接收由CPU 的同步串口完成，其一次测量周期的流程如图5所示。