CN103987152A

CN103987152A - 一种智能照明***的智能控制模块

Info

Publication number: CN103987152A
Application number: CN201310607821.7A
Authority: CN
Inventors: 张晓萍; 孙宇; 王再尚
Original assignee: HAIERBIN ELECTRIC INSTRUMENT INSTITUTE
Current assignee: HAIERBIN ELECTRIC INSTRUMENT INSTITUTE
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2014-08-13

Abstract

一种照明***的智能控制模块，它涉及一种电能信息监测装置的控制模块。它根据不同的通信命令，根据照明电路电流的大小选用继电器去控制照明，利用网口RJ45接入信号，它适应当前在大型智能建筑中，采用先进的智能控制***，对大厦的公共照明设备进行监测和控制的需求，提供了一种智能照明***的控制模块。它包括继电器控制电路、MCU控制电路、RS485通信电路和电源管理电路，所述的智能控制模块在电源管理电路供给的稳定电压下，其MCU控制电路通过网口RJ45进行RS485通信，根据所接收的信号选用继电器控制电路，用继电器远程控制照明的开关，实现照明***的自动控制，达到全面的智能化控制。

Description

一种智能照明***的智能控制模块

技术领域

本发明涉及一种电能信息监测装置，特别涉及一种电能信息监测装置的控制模块。

背景技术

智能照明管理***的智能控制模块是智能家居的一种形式，具有很好的发展前景。智能照明管理***就是办公大楼公共区域照明的智能化控制，是智能家居的一种表现形式。通过采用先进的T-bus智能控制***进行设计后，充分利用现代科学技术，对大厦的公共照明设备进行监测和控制，可进行分区控制和集中控制，使公共区域的照明具有定时、场景设置、光线感应、多级防雷等各项功能，达到全面的智能化控制。智能照明管理***的智能控制模块就是完成***智能化的产品。智能照明管理***急需智能控制模块。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的不足之处，适应当前在大型智能建筑中，采用先进的智能控制***，对大厦的公共照明设备进行监测和控制的需求，提供了一种智能照明***的智能控制模块。

本发明是通过如下方案予以实现的：

一种智能照明***的智能控制模块，它包括继电器控制电路、MCU控制电路、通信电路和电源管理电路，所述的智能控制模块在电源管理电路供给的稳定电压下，其MCU控制电路通过网口RJ45进行RS485通信，节省总线布线的人力物力，根据所接收的信号选用继电器控制电路，用继电器远程控制照明的开关，实现远程控制。

所述继电器控制电路包括继电器模块电路和模块驱动电路，根据输出电流大小和控制继电器的多少选择控制模块，模块驱动电路将单片机输出的电流加大到能够驱动继电器的电流，实现控制照明电路。

其中所述的MCU控制电路是由PIC16F1939主芯片和***电路组成，完成智能控制模块的各种功能。

其中所述的通信电路是一种利用网口RJ45接入信号，利用网线进行RS485通信，按照RS485通信电路进行通信的，485通信电路由485总线驱动电路、保护电路和光电隔离电路组成。

电源管理电路包括总线电源和分压电路，总线电源输出两路12V电压，分压电路由总线电源输出的12V电压经过变换而成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是根据不同的通信命令，智能控制模块根据照明电路电流的大小选用不同路数的继电器去控制照明，利用网口RJ45接入信号，实现照明***的自动控制，能够实现公共区域的照明具有定时控制的功能，达到全面的智能化控制。

附图说明

图1是本发明的智能控制模块原理框图；图2是继电器控制电路原理框图；图3是继电器控制电路原理图；图4是智能控制模块MCU控制电路原理框图；图5是智能控制模块MCU控制电路原理图；图6是485总线通信分布图；图7是RS485通信电路原理图；图8是电源管理电路原理框图；图9是电源管理电路原理图。

具体实施方式

具体实施方式：如图1所示，本具体实施方式所述一种智能控制模块包括继电器控制电路、MCU控制电路、通信电路和电源管理电路，所述的继电器控制电路包括继电器模块电路和模块驱动电路，继电器控制电路通过凤凰端子接入电信号，其原理框图如图2，继电器模块分为6路智能控制模块和8路智能控制模块，根据继电器模块输入的不同决定智能控制模块的类型，输入电压220V,电流20A的继电器模块控制路数为6路，输入电压220V,电流10A的继电器模块控制路数为8路，模块驱动电路的驱动电流为60-80MA，模块驱动电路将单片机输出的电流加大到能够驱动继电器的电流，实现控制照明电路，原理电路图如3。

其中所述的MCU控制电路是由主芯片和***电路组成，主芯片选用Microchip公司的低功耗、高速微处理控制器PIC16F1939，***电路包括上电复位电路、晶振电路、LED显示电路、继电器控制电路的接口电路、485通信电路和供电电源电路，共同完成智能控制模块的各种功能，MCU控制电路原理框图如图4，MCU控制电路原理图如图5，主芯片选用PIC16F1939，PIC16F1939有五个I/O口，四个定时器，其中供电电源电路提供整个电路工作所需的5V和12V电压。上电复位电路选用电阻100K,电容0.1U的阻容复位电路，能在上电时可靠复位，使MCU控制电路工作正常；晶振电路选用二个12PF电容和32.768MHZ晶振，组成压敏晶振电路，给MCU提供高精度的频率；LED显示电路由主芯片PIC16F1939的RA口最多点亮八路数码管，根据继电器的工作情况，主芯片PIC16F1939通过485通信电路控制远方照明灯的开与关，并在智能控制模块显示出其工作状态；继电器控制输入电路是主芯片PIC16F1939的RB口、RD口、RE口作为各自独立的I/O口通过凤凰端子连接到继电器模块实现对继电器模块的控制，具体实施方式如继电器控制电路所述；485通信电路是主芯片PIC16F1939的RC口作为独立的I/O口通过RJ45端子连接到485通信电路实现智能控制模块正常的通信，具体实施方式如485通信电路所述。

所述的通信电路是485通信电路，通信电路通过RJ45网口按照电力部2007版645规约的扩展部分自定义规约，以RS485总线方式与所控制的照明灯通信，通信电路原理框图如图6，RS485通讯接口选用RJ45网口， RJ45网口线是12芯通信数据线，分别接到RS485输出的A、B端、12V电压、GND、电源指示灯、通信指示灯。通信电路原理图如图7所示，每个RJ45网口接线有8芯线是标准网口接线，另四根线接两个指示灯，一个指示灯灯亮时指示有电压的工作状态，相应的接线接个1K电阻分流后再接到5V电压；另一个指示灯灯亮时指示RJ45总线上有数据在通信，相应的接线接个100欧电阻分流后再接到RS485总线的B线上；12芯接线中有二根接工作电压12V和地,12芯接线中有二根是网线信号接入，是双绞线连接，RJ45网口通信按照RS485通信，通信规约参照电力部2007版645规约，在其扩展部分自定义规约以此与抄表软件兼容，所述的自定义规约有规约一：继电器表号以条码编码写入继电器模块内，条码编码按照DL/T645规约格式自定义12位表号，依次为两位年份、两位周数、一位设备号、五位流水号、一位模块个数、一位信道数，其中第一至第四位代表产品生产的年、周，第五位代表哪种设备，1为继电器，第六至第十位代表产品流水号，其中第十位是9则为继电器模块号，其中第十位是1-9分别为继电器模块的第一个继电器-继电器模块的第八个继电器，第11为代表模块的数，第12为代表信道，为 1代表485通信。

所述的自定义规约有规约二，查询继电器通断状态：电表运行状态字3，数据标识：04000503，查询继电器模块下的所有继电器状态，如要查询继电器模块状态，设置Bit0-Bit3，或Bit11-Bit14。

所述的自定义规约有规约三，有跳合闸、报警、保电指令。

主站请求帧：功能：保电和保电解除；控制码：C=1CH；数据域长度：L=08H+数据长度；其中N1为控制命令类型， N1=3AH代表保电，N1=3BH代表保电解除。N2保留。N3～N8代表命令有效截止时间，数据格式为ssmmhhDDMMYY。

从站正常应答帧：控制码：C=9CH；数据域长度：L=00H；

从站异常应答帧

控制码：C=DCH；数据域长度：L=01H

所述的自定义规约有规约四，有全部关灯，开灯广播指令。

表号为AA AA AA AA AA AA

发送数据：68 AA AA AA AA AA AA 68 1C 10（长度16） 02（PA=02，普通表）55（密码P0）21 01 00 20 25 12(智能开关1) 3A（保电）00 00 30 16 01 01 12(时间) 5C 16

返回数据和错误返回帧均无需返数。

该命令用于对继电器模块、继电器进行跳合闸控制之用。命令帧格式遵循DL/T645-2007的要求，控制码定义为1CH，PA为密级，P0为密码，P1～C3为发送跳合闸命令的触控屏号、智能开关号。N1～Nm为数据区，数据区中用一个字节N1定义了三类控制操作指令：保电/保电解除（用保电/保电解除分别代表合闸/分闸），N1取不同的值来表示不同的操作。N1=3AH代表保电（合闸），N1=3BH代表保电解除（分闸）。 N2作为保留字节，以方便以后的扩充备案。

该命令支持两种类型的安全控制策略，以密级PA来作区分。

当PA=02，在这种控制策略下，控制命令将以明文的方式下发，电表验证对应密级的密码P0=22（未加33），验证通过后按照明文定义的指令执行相应操作；在这种情况下，m=8，N3～N8代表命令发送时间，格式为ssmmhhDDMMYY。PA为其他方式暂时不做定义以方便以后的扩充备案。

异常应答时，将错误信息字Bit2置1，即密码错/未授权”。（0000 0100 即ERR=04）

为继电器号时，表示单个继电器跳合闸；

为继电器模块号时，表示继电器模块（8个继电器）跳合闸；

为AA AA AA AA AA AA 时，表示总线上所有继电器模块跳合闸（此条命令没有返回值）；

当错误为密码错/未授权， Bit2=1，且不存在别的错误时，错误代码为 0000 0100，即04；

当错误为重复发送保电/接触命令， Bit7=1，且不存在别的错误时，错误代码为 1000 0000，即80；

当错误为其他错误时，Bit0=1，且不存在别的错误时，错误代码为 0000 0001，即01。

所述的自定义规约有规约五，有主站命令帧，其作用：向继电器模块中写入8个继电器的表号。

发送数据

继电器模块地址继电器1 继电器7 继电器8

DATA:为 04000401 （+33H并倒序后为：34 37 33 37）

对于继电器模块：写继电器表号控制码C为F5，读继电器表号控制码C为F3 ，继电器个数为变数，因此数据帧长度为变长，长度L、数据DATA都要变（读、写继电器都要变），代表继电器模块中继电器没有用上，处于空闲的状态。

RS485通信抗干扰性好，选用RJ45网线通信，方便布线，信号稳定，通信可靠，在电子线路上选用具有瞬变电压抑制的收发器ADM485，并外加箝位电路，能承受峰值为400V过压瞬变，抗±15Kv的静电放电冲击，抑制共模干扰，最多可挂接32个站，信号发送频率达10MHZ，传输信号距离达1200米以上。并在ADM485的输出A、B端外加上拉和下拉电阻R，以提供接收器输入开路和总线浮空的保护功能。RS485通讯技术成熟、通讯可靠、应用广泛。

所述电源管理电路由变压器及***电路和分压电路组成，原理框图如图8，供电电源经变压器及***电路产生直流12V电压，直流12V电压给继电器和RJ45网口供电；直流12V电压经三端调节芯片LM317调节后产生5V电压，给 MCU电路供电，原理图如图9，供电电源经变压器后输出18V交流电压，18V交流电压接入二级管进行整流，加上滤波电容和隔离直流电容，再经过三端稳压块LM317最后输出12V电源，供继电器控制电路和通信电路正常工作；直流12V电压经过三端稳压块LM317分压后输出5V电源，供MCU电路正常工作。

Claims

1.一种智能照明***的智能控制模块，它包括继电器控制电路、MCU控制电路、RS485通信电路和电源管理电路，其特征是所述的智能控制模块在电源管理电路供给的稳定电压下，其MCU控制电路通过网口RJ45进行RS485通信，根据所接收的信号选用继电器控制电路，用继电器远程控制照明的开关。

2.根据权利要求1所述的一种智能照明***的智能控制模块，其特征在于，所述的继电器控制电路由继电器模块电路和模块驱动电路组成，根据输出电流大小和控制继电器的多少选择控制模块，模块驱动电路将单片机输出的电流加大到能够驱动继电器的电流，实现控制照明电路。

3.根据权利要求1所述的一种智能照明***的智能控制模块，其特征在于，其中所述的MCU控制电路是由PIC16F1939主芯片和***电路组成，完成智能控制模块的各种功能。

4.根据权利要求1所述的一种智能照明***的智能控制模块，其特征在于，其中所述的通信电路是一种利用网口RJ45接入信号，按照RS485通信电路进行通信的，通信规约按照DL/T645-2007以及其可扩展的自定义规约通信，485通信电路由485总线驱动电路、保护电路和光电隔离电路组成。

5.根据权利要求1所述的一种智能照明***的智能控制模块，其特征在于，电源管理电路包括总线电源和分压电路，总线电源输出两路12V电压，分压电路由总线电源输出的12V电压经过变换而成。