一种工业厂房灯光终端控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种工业厂房灯光终端控制系统，包含监控终端、汇聚节点和由多个具有检测的厂房光亮参数的传感器节点构成的无线传感器网络；所述无线传感器网络将传感器节点采集的灯光数据传至汇聚节点，所述汇聚节点将接收的灯光数据上传至监控终端；所述传感器节点包含光强传感器、模数转换器、放大电路、数据处理模块、无线通信模块和电源模块，本发明专利技术传感器节点通过无线通信方式形成多跳、自组织的无线传感器网络，通过多个光亮传感器组成的无线传感器网络对厂房的亮度进行智能监控该自组网能力强，可实时同步对厂房内光亮度进行实时监测，传感器节点的能耗低、可扩展性强、布网位置信息直观。

Lighting terminal control system for industrial workshop

The invention discloses an industrial workshop lighting terminal control system, wireless sensor network composed of sensor nodes including plant monitoring terminal, the sink node and detected by having a plurality of light parameters; the wireless sensor network will be the number of light collected by sensor nodes according to the sink node, the sink node will receive the light data uploaded to the monitoring terminal; the sensor node contains light sensors, analog-to-digital converter, amplifier circuit, data processing module, wireless communication module and power supply module, the sensor nodes form a multi hop and self-organized wireless sensor network through wireless communication, wireless sensor network through a plurality of brightness light sensors on the plant the ad hoc network intelligent monitoring capability, real-time synchronization of the plant in the light brightness in real time. Test, the energy consumption of sensor nodes, low scalability, network location information directly.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数据监控领域，尤其涉及一种工业厂房灯光终端控制系统。
技术介绍
随着科技的发展，无线传感器网络技术已经渗透到人类生产和生活的方方面面。无线通信网已经逐步发展到能为任何人和物件之间随时、随地通信的物联网，网络的规模极速扩大，但与此同时物联网的总体的稳定性和可持续发展问题也越来越突出。与此同时，为了满足人类生活的需要，越来越多的传感器需要被安放在人迹罕至或者环境恶劣的地区，这些地区恶劣的环境决定了人们无法使用化学电池为无线传感器节点供电，因为在这些地区更换化学电池往往是一件不太可能的事情。正因为这些原因，本专利技术才想到采用可再生能源为无线通信节点供能来解决这些问题。在网络技术逐步成熟的背景下，大型灯光终端控制系统技术也由传统的模拟调光技术转化为数字调光技术。数字调光技术具有抗干扰能力强、信号便于存储等优点。传统的大型灯光终端控制系统存在设备管理不完善、不易维护等问题，并且已有系统多是处理单个命令的直接控制，对于负责批命令控制的研究还有待深入。无线传感网是物联网技术的重要基础，解决了互联的问题，由具有感知、处理和无线通信能力的大量传感器节点形成一个多跳的自组织网络系统，完成既定的任务。目前大型灯光终端控制系统大多利用以太网络进行数据的有线传输，存在着成本高、综合布线复杂、通信电缆选择等实际工程问题，限制了灯光终端控制系统的发展前景。在控制灯光终端系统时，技术人员需要对灯光命令、灯具开关及亮度调节等方面进行及时且准确的把握，需要一套完善、精确的无线传感网络对温度参数、亮度参数及颜色参数等灯光参数的变化进行有效监测，并根据灯光控制命令等其他要求，实现大型灯光的最好效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提出了一种工业厂房灯光终端控制系统。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案一种工业厂房灯光终端控制系统，包含监控终端、汇聚节点和由多个具有检测的厂房光亮参数的传感器节点构成的无线传感器网络；所述无线传感器网络将传感器节点采集的灯光数据传至汇聚节点，所述汇聚节点将接收的灯光数据上传至监控终端；所述传感器节点包含光强传感器、模数转换器、放大电路、数据处理模块、无线通信模块和电源模块，所述光强传感器依次经过模数转换器、放大电路连接数据处理模块，所述无线通信模块和电源模块分别与数据处理模块连接；所述电源模块包括太阳能充电装置、电池、稳压器、比较器，所述太阳能充电装置连接电池，用于将利用太阳能产生的电能存储至电池中，所述电池通过稳压器连接传感器节点，用于提供传感器节点所需电能，所述电池与比较器连接，用于实时将电池输出电压和设定值进行对比；进而控制太阳能充电装置的开闭。作为本专利技术一种工业厂房灯光终端控制系统的进一步优选方案，所述监控终端包含微控制器模块以及分别与其连接的射频收发器、显示模块、数据存储模块、时钟模块。作为本专利技术一种工业厂房灯光终端控制系统的进一步优选方案，所述无线通信模块包含单片机以及与其连接的射频发射器。作为本专利技术一种工业厂房灯光终端控制系统的进一步优选方案，所述数据处理模块采用芯片型号为SPCE061A的微处理器。作为本专利技术一种工业厂房灯光终端控制系统的进一步优选方案，所述光强传感器的芯片型号为TSL2561。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本专利技术设计合理、成本低、操作简单、布网灵活且方便；2、本专利技术传感器节点通过无线通信方式形成多跳、自组织的无线传感器网络，通过多个光亮传感器组成的无线传感器网络对厂房的亮度进行智能监控该自组网能力强，可实时同步对厂房内光亮度进行实时监测，传感器节点的能耗低、可扩展性强、布网位置信息直观；3、本专利技术的传感器节点采用太阳能供电，有效地节约了资源。附图说明图1是本专利技术的系统结构图；图2是本专利技术传感器节点的结构原理图；图3是本专利技术传感器节点电源模块结构图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：如图1所示，一种工业厂房灯光终端控制系统，包含监控终端、汇聚节点和由多个具有检测的厂房光亮参数的传感器节点构成的无线传感器网络；所述无线传感器网络将传感器节点采集的灯光数据传至汇聚节点，所述汇聚节点将接收的灯光数据上传至监控终端；本专利技术传感器节点通过无线通信方式形成多跳、自组织的无线传感器网络，通过多个光亮传感器组成的无线传感器网络对厂房的亮度进行智能监控该自组网能力强，可实时同步对厂房内光亮度进行实时监测，传感器节点的能耗低、可扩展性强、布网位置信息直观。如图2所示，所述传感器节点包含光强传感器、模数转换器、放大电路、数据处理模块、无线通信模块和电源模块，所述光强传感器依次经过模数转换器、放大电路连接数据处理模块，所述无线通信模块和电源模块分别与数据处理模块连接；所述光强传感器实时采集厂房的光亮参数，依次经过模数转换器和放大电路的模数转换和放大处理，进而上传至数据处理模块，将采集的光亮参数通过无线通信模块经汇聚节点汇总进而传输至监控终端。如图3所示，所述电源模块包括太阳能充电装置、电池、稳压器、比较器，所述太阳能充电装置连接电池，用于将利用太阳能产生的电能存储至电池中，所述电池通过稳压器连接传感器节点，用于提供传感器节点所需电能，所述电池与比较器连接，用于实时将电池输出电压和设定值进行对比；进而控制太阳能充电装置的开闭。本专利技术设计合理、成本低、操作简单、布网灵活且方便；该控制系统采用网络传输协议TCP/IP协议和灯光控制协议如DMX512协议、Art-net协议或ACN协议。用户根据下达的任务书命令，将其解析并打包成TCP/IP数据包的格式发送给相应协议解码器，解码器再将接收到的数据包解码为该协议的数据包并发送给协议终端控制器，再将其转换为信号以控制灯具。系统可设置基本工作模式参数，如调光曲线、预热模式、同步方式、工作状态选择等。当灯光设备在工作中突然运行不正常或者工作参数超过指定值时，能立即发出警报信号。所述的大型灯光终端控制系统，各传感器的输出的模拟信号较弱，因此需要通过信号放大电路进行放大信号，放大电路采用运算放大器的同相闭环连接方式。无线传感器网络结构自组形成，通过路由协议、时钟同步等无线传感网基础支撑技术建立起大型灯光控制无线传感网的体系架构，根据传感器采集的数据，判断出场景内区域目前的灯具状况，再根据控制终端下达的批命令调节灯光设备，达到适合的需求。所述无线传感网所使用的协议为多跳网络协议，能够将一个节点发出的信息包可靠地传输到网络中的每个节点，在保证可靠通信的前提下，尽量避免不必要的转发通信量。本专利技术通过高效的能量收集和有效的能量管理实现了无线传感器网络的功能，成为了真正的能量自供给无线传感器系统，同时也顺应了现在我国通信行业绿色无线电的发展要求。本专利技术采用了高性能的微处理器SPCE061A为核心经过实际测试，该系统具有较强的网络通信能力、高实时性、通信快速可靠的特点，具有很高的实用价值；SPCE061A微处理器是凌阳科技公司所生产的16位μ'nSPTM微处理器，内部采用总线结构。主要参数有：工作电压(CPU)VDD为2．4～3．6V，(I／O)VDDH为2．4～5．5V；时钟：0．32～49．152MHz；内置2KBSRAM和32KBFLASH；2个16位可编程定时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业厂房灯光终端控制系统，其特征在于：包含监控终端、汇聚节点和由多个具有检测的厂房光亮参数的传感器节点构成的无线传感器网络；所述无线传感器网络将传感器节点采集的灯光数据传至汇聚节点，所述汇聚节点将接收的灯光数据上传至监控终端；所述传感器节点包含光强传感器、模数转换器、放大电路、数据处理模块、无线通信模块和电源模块，所述光强传感器依次经过模数转换器、放大电路连接数据处理模块，所述无线通信模块和电源模块分别与数据处理模块连接；所述电源模块包括太阳能充电装置、电池、稳压器、比较器，所述太阳能充电装置连接电池，用于将利用太阳能产生的电能存储至电池中，所述电池通过稳压器连接传感器节点，用于提供传感器节点所需电能，所述电池与比较器连接，用于实时将电池输出电压和设定值进行对比；进而控制太阳能充电装置的开闭。

【技术特征摘要】
1.一种工业厂房灯光终端控制系统，其特征在于：包含监控终端、汇聚节点和由多个具有检测的厂房光亮参数的传感器节点构成的无线传感器网络；所述无线传感器网络将传感器节点采集的灯光数据传至汇聚节点，所述汇聚节点将接收的灯光数据上传至监控终端；所述传感器节点包含光强传感器、模数转换器、放大电路、数据处理模块、无线通信模块和电源模块，所述光强传感器依次经过模数转换器、放大电路连接数据处理模块，所述无线通信模块和电源模块分别与数据处理模块连接；所述电源模块包括太阳能充电装置、电池、稳压器、比较器，所述太阳能充电装置连接电池，用于将利用太阳能产生的电能存储至电池中，所述电池通过稳压器连接传感器节点，用于提供传感器节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：范磊，
申请(专利权)人：江苏智石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32