本文關鍵詞：綠色照明應急LED兩用燈具的研制

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【摘要】：隨著我國城鎮(zhèn)化的不斷推進,高層建筑和智能建筑發(fā)展迅猛,消防問題也隨之而來,深受重視。消防應急燈作為一項消防聯(lián)動設備在民用住宅中已成為重要的組成部分。而安裝消防應急燈的場所通常也需要樓道燈,兩種燈具的照度要求不同,對供電電源的要求也不同,在目前實際工程應用中,一般采用以下兩種控制方式:一是采用兩套完全獨立的系統(tǒng),各自完成各自的功能,互相之間沒有關聯(lián)。但是投資大,資源浪費,而且在一個狹小的空間內采用兩套燈具也不美觀;二是采用一套系統(tǒng)完成兩種功能,可以采用燈具自帶蓄電池,或是由集中設置的蓄電池組統(tǒng)一供電,即EPS(應急電源)供電系統(tǒng)。由于是合用燈具,燈具功率按照正常照明要求配置,則蓄電池容量不得已地提高了10倍,投資增大。另外,以上兩種方式都需要外配消防電源監(jiān)控系統(tǒng)來監(jiān)測蓄電池的電壓情況,但目前無法實現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控管理,而且不能充分發(fā)揮蓄電池在非火災事故時的功效。針對上述問題,本研究把消防應急照明燈與樓道燈相結合,設計出一種綠色照明應急LED兩用燈具,并由這些燈具組成分布式樓道燈具控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)由上位機(控制器)和自帶蓄電池的燈具組成,燈具內配置單片機控制模塊,上位機和燈具之間的數(shù)據(jù)通信方式采用CAN總線技術。該系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)日常樓道照明功能,還可以在異常斷電等情況下實現(xiàn)應急照明功能,改變了傳統(tǒng)燈光照明系統(tǒng)功能單一的缺陷,有效的豐富了樓道燈光照明系統(tǒng)的功能。而且燈具內配有電壓采集電路,通過CAN總線將檢測到的信息上傳給上位機,實現(xiàn)消防電源電壓監(jiān)控的功能。本研究根據(jù)燈具系統(tǒng)的設計需求、功能實現(xiàn)、硬件功耗以及性能等多方面考慮,選定微控制器模塊、LED驅動芯片、紅外傳感器和CAN控制器等芯片。并在此基礎上設計MCU主控電路,LED驅動電路、交直流電源切換電路、蓄電池充電電路、紅外感應電路、電壓采集電路等。本研究完成下位機控制系統(tǒng)的軟件部分設計,實現(xiàn)上、下位機CAN總線的通信功能。下位機控制程序可以實現(xiàn)微處理器對紅外傳感器、電壓檢測電路等獲取數(shù)據(jù)的處理功能,并且根據(jù)上位機的控制指令,利用PWM調光技術可以實現(xiàn)對LED燈的亮度調節(jié)。不僅如此,通過CAN總線可以完成上、下位機之間的數(shù)據(jù)傳輸和控制功能。人機交互界面基于Microsoft Visual Basic 6.0開發(fā)軟件和Access2013數(shù)據(jù)庫開發(fā)完成,方便人為控制和實時監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài),提高工作效率。該操作界面具備數(shù)據(jù)庫存儲、實時監(jiān)測、遠程控制和控制方式選擇等功能,且可以實現(xiàn)系統(tǒng)故障狀態(tài)下的報警監(jiān)控。最后通過對系統(tǒng)進行功能測試表明,本文設計的綠色照明應急LED兩用燈具及其分布式控制系統(tǒng)是可行的,整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定,滿足設計要求。
【關鍵詞】：照明 消防應急燈 CAN總線 控制系統(tǒng)
【學位授予單位】：吉林建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU113.668
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 課題研究背景及意義12-14
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀及分析14-15
• 1.3 主要研究內容15-16
• 1.4 論文組織結構16-18
• 第二章 綠色照明兩用燈具總體設計方案18-30
• 2.1 系統(tǒng)需求分析18-20
• 2.1.1 燈具內硬件設計要求19
• 2.1.2 軟件設計要求19-20
• 2.2 通信系統(tǒng)傳輸方案的選擇20-23
• 2.2.1 通信方式的比較20-22
• 2.2.2 CAN總線的優(yōu)勢22-23
• 2.3 燈具總體設計結構23-29
• 2.3.1 下位機系統(tǒng)硬件的選擇24-28
• 2.3.2 CAN總線芯片的選擇28-29
• 2.4 本章小結29-30
• 第三章 燈具的硬件設計30-43
• 3.1 主控芯片電路設計30-33
• 3.1.1 MCU最小系統(tǒng)31
• 3.1.2 供電電路設計31-32
• 3.1.3 復位電路32
• 3.1.4 晶振電路32-33
• 3.2 外圍芯片電路設計33-39
• 3.2.1 LED驅動電路設計33-35
• 3.2.2 蓄電池充電電路設計35
• 3.2.3 電源切換電路設計35-36
• 3.2.4 紅外感應電路設計36-38
• 3.2.5 電壓采集電路設計38-39
• 3.3 CAN總線驅動電路設計39-42
• 3.3.1 下位機CAN總線驅動電路39-41
• 3.3.2 上位機CAN總線驅動電路41-42
• 3.4 本章小結42-43
• 第四章 下位機系統(tǒng)軟件設計43-54
• 4.1 下位機軟件開發(fā)環(huán)境43-44
• 4.2 下位機控制程序設計44-47
• 4.3 CAN總線通信的實現(xiàn)47-53
• 4.3.1 初始化47-51
• 4.3.2 信息發(fā)送與接收51-53
• 4.4 本章小結53-54
• 第五章 上層控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)54-63
• 5.1 上位機與CAN總線通信實現(xiàn)54-55
• 5.2 上層控制系統(tǒng)的實現(xiàn)55-62
• 5.2.1 圖形用戶界面(GUI)程序設計55-59
• 5.2.2 系統(tǒng)功能測試59-62
• 5.3 本章小結62-63
• 結論63-64
• 參考文獻64-68
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文68-69
• 致謝69

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