工程師詳解:依靠電力線通信實現LED的照明控制
1 電力線通信
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/222084.htm電力線組成了世界上最大的銅線基礎設施。家庭或辦公大樓的每個角落都有電源插座,因此電力線是一種全包圍網絡。不需要新建任何電線就可以實現從基本顏色和亮度信息到諸如顏色布景和淡入淡出等更復雜信息的通信。另外,利用從用戶那兒抽象出來的高級燈具發現和綁定機制,無需記住一個號碼或冒意外關閉鄰居電燈的風險就可以建立一個具有PLC功能的燈光控制網絡。
圖1
2 將控制器綁定到燈具上
如圖2所示,傳統照明架構有專門的線用于獨立地控制每個燈泡。在總線拓撲情況下,這些線被多個燈泡共享,這意味著控制器發出的信號將被所有燈具收到。為了區別不同的燈,控制器要和每個燈具單獨綁定,并給每個燈具分配一個唯一的地址。
圖2:照明控制架構例如,假設燈具A的地址為1,燈具B的地址為2。如果控制器發送一個目標地址為1的消息,那么這個消息只有燈具A才會處理,燈具B是不會處理的。同樣,如果消息發送時使用的目標地址是2,那么這個消息只有燈具B才會處理。來具會處理的。當燈具還沒有被分配地址時,燈具如何接收綁定消息請求仍是個問題。這個問題可以給每個燈具重新分配一個唯一的64位地址來解決。然后當燈具第一次廣播自己可用時,它也可以在消息中包含其唯一的地址。接著控制器就可以直接向它發送消息進行綁定。
由于64位地址對發送正常的顏色控制消息來說太長了,控制器可以在完成燈具綁定后給燈具分配一個更短的8位地址。為了確保新的邏輯地址值還沒有被使用,控制器可以在電力線上發送一個ping消息。如果收到響應,再嘗試新的地址,直到沒有響應為止。
圖3顯示了兩個可用燈具的綁定順序,用戶決定只綁定第一個燈具。一旦綁定完成后,控制器就可以開始發送顏色信息去控制燈具了。
圖3:照明裝置的發現和綁定
3 實際應用挑戰
電力線通信面臨的常見挑戰有:燈具不能接收控制器發出的消息;燈具被錯誤的控制器控制。
如果燈具不能接收控制器發出的消息,那么通常是以下三種原因之一:1)電力線上有太大的噪聲,2)控制器和接收器在電力線上不同相,3)接收器和控制器之間的距離太遠。如果電力線上噪聲太大(例如有吸塵器、大功率電器等),建議使系統遠離噪聲源。如果控制器和接收器不同相,用戶應嘗試移動其中一個,使他們同相。
如果采用上述智能地址分配和綁定方法,所有地址都是唯一的64位物理地址,那么這種錯誤是不可能發生的。如果在智能地址分配中使用8位的邏輯地址,控制器將通過ping網絡確保不會分配已經在用的地址。即使使用了智能地址分配和綁定方法,也有可能出現不同的控制器綁定到非目標燈具。在這種情況下,燈具上應該有一個按鈕能強制該燈具從控制器退出綁定狀態,使它能再次自由地綁定到正確的控制器。
4 顏色控制
通過電力線傳送的顏色信息類型與用戶輸入、顏色控制精度等級以及實現成本有關。如果用戶的輸入是直接LED控制,那么直接LED調光值將被發送出去。如果用戶的輸入是一種特定的顏色和強度,那么信息類型取決于顏色混合執行的位置。如果顏色混合在接收器完成,CIE坐標和強度將被發送出去。
這是典型的選擇,因為LED封裝信息一般存儲在燈具中,然而,在使用PLC后,每個燈具可以向控制器發送唯一的
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