一种基于CANopen总线的公共照明节能智能控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于CANopen总线的公共照明节能智能控制系统，用于对公共场景中的照明负载进行供电控制，包括智能模糊控制器及其直接控制的智能调光器，通过模糊控制算法和模糊逻辑推理实现接近无级的场景定制化智能调光；还包括若干控制终端，通过控制终端直接连接对应的照明负载进行开闭控制；还包括管理平台，管理平台通过设置的CANopen总线网络与控制终端连接；还包括光伏发电模块，光伏发电模块连接控制终端并由控制终端控制给照明负载供电；所述管理平台连接光伏发电模块进行供电控制。通过本发明专利技术的智能控制技术提升建筑、道路、地下等场景照明系统的节能率，提升照明系统的网络化、智能化、绿色化水平，促进建筑节能。促进建筑节能。促进建筑节能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CANopen总线的公共照明节能智能控制系统


[0001]本专利技术属于智能楼宇
，具体涉及一种基于CANopen总线的公共照明节能智能控制系统。

技术介绍

[0002]统计数据显示，照明系统的能耗一般占一栋建筑能耗的30
‑
40％左右，仅次于中央空调系统所占能耗比例。因此，照明系统是建筑能耗的大户，照明系统能效的提升直接影响建筑能效。传统的公共建筑照明控制系统一般采用DDC控制器或PLC控制器，采用的是“点对点”连线方式，每个控制点的接入都需要一根线缆。这样做的结果是施工安装复杂，更改困难，改造成本高，且系统总体造价相对较高。基于现场总线的智能照明控制系统将控制信号和系统数据通过一根总线共享，可以大幅度节省布线安装资源和复杂度，从施工安装角度讲就是节能的。另外，基于现场总线的智能照明控制系统通过自适应调光控制器等核心装置的智能算法作用，能够大幅度提高智能照明系统的节能率，实现不增加任何设施、设备情况下的主动节能。
[0003]目前，工程中较为广泛应用的照明系统现场总线有：奇胜公司的C
‑
BUS总线，邦奇公司的Dynalite总线，ABB公司的i
‑
bus总线，美国Echelon公司的LonWorks总线。CANopen协议是德国CIA组织(CAN
‑
in
‑
Automation)在CAL(CAN Application Layer)的基础上发展而来的一种工业控制系统通信协议。一经推出便在欧洲得到了广泛的认可与应用。CiA在CANopen基础协议CiA 301之上，对各个行业不断推出设备子协议，使CANopen协议在各个行业得到更快的发展与推广。目前，大量工程案例应用结果表明，CANopen协议具有稳定性好、实时性强、抗干扰性强的优势，具有广阔的发展前景。
[0004]但目前各行业领域的专用CANopen协议尚待被开发，并通过工程应用不断去测试和验证。基于专用CANopen协议开发相关装置，构建现场总线控制网络，是一种提升建筑节能率的有效途径。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供一种应用于公共建筑及农村基础设施场景的公共照明智能控制系统，自动控制所述智能调光器进行智能调光，实现不同场景下输出功率的自动控制和光照强度的自适应控制。
[0006]本专利技术所采用的技术方案为：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种基于CANopen总线的公共照明节能智能控制系统，用于对公共场景中的照明负载进行供电控制，
[0008]包括若干控制终端，通过控制终端直接连接对应的照明负载进行开闭控制；
[0009]还包括管理平台，管理平台通过设置的CANopen总线网络与控制终端连接；
[0010]还包括光伏发电模块，光伏发电模块连接控制终端并由控制终端控制给照明负载供电；所述管理平台连接光伏发电模块进行供电控制。
[0011]结合第一方面，本专利技术提供第一方面的第一种实施方式，所述控制终端包括智能模糊控制器、智能调光器和继电器，智能模糊控制器、智能调光器和继电器均通过CANopen总线与管理平台连接。
[0012]结合第一方面或第一方面的第一种实施方式，本专利技术提供第一方面的第二种实施方式，还包括有管理网络，通过管理网络登录管理平台进行数据交互。
[0013]结合第一方面的第二种实施方式，本专利技术提供第一方面的第三种实施方式，所述管理平台为智能照明中央监控主机，还具有若干智能照明监控工作站，智能照明监控工作站通过管理网络与智能照明中央监控主机进行数据传输。
[0014]结合第一方面或第一方面的第一种实施方式，本专利技术提供第一方面的第四种实施方式，所述光伏发电模块包括光伏发电装置、光敏传感器、毫米波雷达探测器、逆变单元、储能装置，所述管理平台接入光伏发电模块，通过逆变单元实现太阳能的DC
‑
AC转换，通过储能装置实现光伏发电产生的电力的存储。
[0015]结合第一方面或第一方面的第一种实施方式，本专利技术提供第一方面的第五种实施方式，所述控制终端中具有网关，通过网关实现通过Modbus访问CANopen，或通过CANopen访问Modbus。
[0016]结合第一方面或第一方面的第一种实施方式，本专利技术提供第一方面的第六种实施方式，所述管理平台中具有报警模块，通过管理平台中的人机界面实时显示报警数据和报警事件，并通过管理平台的客户端进行远程通知用户报警、预警信息。
[0017]结合第一方面或第一方面的第一种实施方式，本专利技术提供第一方面的第七种实施方式，智能模糊控制器中采用模糊逻辑控制算法，以照度为论域，将照度划分为若干个对应于不同场景的等级，作为模糊集合的元素，模糊集合定义为：
[0018]Czm＝{
‑
10,
‑
9,
‑
8,
‑
7,
‑
6,
‑
5,
‑
4,
‑
3,
‑
2,
‑
1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}，对应照度0
‑
100％。采用梯形隶属度函数。模糊控制器的输入有m个，模糊分级数按照照度等级划分为：n1，n2，...，n
m
。模糊规则数目为：N＝n1n2...n
m
。照明模糊控制器采用模糊推理，模糊推理规则来源于专家知识和工程经验，采用IF
‑
THEN形式。规则库形式为：
[0019]R＝{Rzm1,Rzm2,...,Rzm
n
}
[0020]式中，Rzm
i
：IF(x是A
i and y是B
i
)，THEN(z是C
i
)。z也可以是过程状态变量x,y的函数，即z＝f
i
(x,...,y)。
[0021]本专利技术的有益效果为：
[0022]本专利技术将世界通用且发展前景好的CANopen工业通信协议引入应应用到智能照明节能控制领域，简化传统控制系统的设计复杂度和施工复杂度，降低工程成本，同时更重要的是通过智能控制算法的融入及系统的综合优化设计，提升整个系统的节能水平，实现以最小成本获取最大经济效益的目的。
[0023]通过本专利技术的实施，通过智能控制技术提升建筑、道路、地下等场景照明系统的节能率，提升照明系统的网络化、智能化、绿色化水平，促进建筑节能。通过本专利的实施，能够实现公共照明的自动节能控制，方便充分利用太阳能进行照明系统能源的有效补充，实现光伏建筑一体化下的绿色照明自动化控制。
附图说明
[0024]图1是本专利技术中控制系统的架构图；
[0025]图2是本专利技术控制系统的网络配置中modbus和canopen的协议转换方式示意图；
[0026]图3是本专利技术控制系统的网络配置中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CANopen总线的公共照明节能智能控制系统，用于对公共场景中的照明负载进行供电控制，其特征在于：包括若干控制终端，通过控制终端直接连接对应的照明负载进行开闭控制；还包括管理平台，管理平台通过设置的CANopen总线网络与控制终端连接；还包括光伏发电模块，光伏发电模块连接控制终端并由控制终端控制给照明负载供电；所述管理平台连接光伏发电模块进行供电控制。2.根据权利要求1所述的一种基于CANopen总线的公共照明节能智能控制系统，其特征在于：所述控制终端包括智能模糊控制器、智能调光器和继电器，智能模糊控制器、智能调光器和继电器均通过CANopen总线与管理平台连接。3.根据权利要求1或2所述的一种基于CANopen总线的公共照明节能智能控制系统，其特征在于：还包括有管理网络，通过管理网络登录管理平台进行数据交互。4.根据权利要求3所述的一种基于CANopen总线的公共照明节能智能控制系统，其特征在于：所述管理平台为智能照明中央监控主机，还具有若干智能照明监控工作站，智能照明监控工作站通过管理网络与智能照明中央监控主机进行数据传输。5.根据权利要求1或2所述的一种基于CANopen总线的公共照明节能智能控制系统，其特征在于：所述光伏发电模块包括光伏发电装置、光敏传感器、毫米波雷达探测器、逆变单元、储能装置，所述管理平台接入光伏发电模块，通过逆变单元实现太阳能的DC
‑
AC转换，通过储能装置实现光伏发电产生的电力的存储。6.根据权利要求1或2所述的一种基于CANopen总线的公共照明节能智能控制系统，其特征在于：所述控制终端中具有网关，通过网关实现通过Modbus访问CANopen，或通过CANopen访问Modbus。7.根据权利要求1或2所述的一种基于CANopen总线的公...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜明芳，
申请(专利权)人：杜明芳，
类型：发明
国别省市：