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??? 關鍵詞：智能照明，單片機，控制
1 引 言
隨著微電子技術的不斷發展，單片機的應用越來越廣，照明控制技術面臨革命性的變革，主要有三大趨勢：電子化，網絡化，集成化。傳統的照明是動力線按需分線，用機械開關通、斷電源，這樣系統固定后無法再改動，若要實現復雜的控制要求就更難。而隨著大量智能樓寓的推出，管理人員和住戶對照明系統提出了許多個性化要求，這就需要有新的照明控制技術的引進。傳統照明的特點是動力線與控制線重疊，不存在控制信息流的概念。改進方法之一是使動力線與控制線分離，即另行鋪設控制信號線〔1〕〔2〕。
2 系統的總體組成及其原理
四單元智能照明系統組成如圖1所示。該系統由K1，K2，K3，K4四個單元組成，每個單元內有A，B，C，D四個開關集中操作，四個A開關控制L1燈，四個B開關控制L2燈，四個C開關控制L3燈，四個D開關控制L4燈；分別指示L1，L2，L3，L4四個燈的指示器為LD1，LD2，LD3，LD4，能實現集中顯示；K1，K2，K3，K4四個單元分別是L1，L2，L3，L4四個燈的執行單元；實線為220V動力線，虛線為控制線；E為免打擾開關，按下該開關后，不能接受遠距離控制，只能接受本開關的控制。
如L1燈通過指示器LD1可知目前的狀態。假若為暗（亮），按一下K1單元A開關，通過單片機得到該信號后，因A燈的執行是在K1單元，所以直接使L1燈亮，同時發出與A燈相關的頻率，使其它單元的信號燈變亮；也可按K2（K3或K4）單元的A開關，K2（K3或K4）單元的單片機得到信號后，通過控制線輸出一個與該信號相一致的頻率，K1單元的單片機得到信號后，使L1燈亮，LD1滅，達到異地控制的目的。而其它單元相應的指示燈變化，達到了異地監視功能。
??? 該系統的特點是：
??? （1）用一根控制線來控制多個信號；
??? （2）集中控制，集中顯示，多點操作；
（3）用電子元件來控制電源的通、斷；
??? （4）停電自鎖；
（5）免打攪；
（6）整個系統由單片機控制，數據通訊智能化。
3 硬件設計〔3〕
3．1 硬件總框圖
要實現集中、異地控制，集中、異地顯示和執行的三種功能，可采用圖2所示的硬件框圖。整個電路被分為電源部分、輸出部分、開關、顯示及單片機主電路四個模塊。這是以單片機為核心的控制系統，通過一根控制線上所載的頻率不同，來判定不同的執行單元。考慮到體積、功耗和功能的要求，選Microchip生產的高性能、低功耗單片機（工作電流小于2mA，待機電流小于3μA）。
3．2 ＋5V／＋12V電源
考慮到體積小的要求，不能用變壓器，可采用電阻、電容分壓，再經二極管、穩壓管組成橋式電路來提供＋12V直流電源，＋12V電源再經穩壓管78L05實現＋5V直流電源。滿足控制電路的需要。
3．3 開關、顯示控制模塊
因開關少，所以采用獨立式按鍵。顯示利用PIC輸出驅動電流較大（可達20mA）的特性，對LED進行直接驅動。
3．4 控制信號
控制信號輸入、輸出實現K1，K2，K3，K4單元間的控制功能。對任一個單元按一下A（或B或C或D）開關，就輸出一定的頻率，根據不同的頻率來區分不同的開關。同時，一根控制線可傳輸不同的頻率來實現控制，其它單元的單片機得到該信號后，作出相應的反應。所以，總共有四個單元組成一個系統，每個單元都是有所區別的。
3．5 輸出部分
單片機輸出信號不能直接控制繼電器，須經三極管放大后，才能控制繼電器通、斷，再由繼電器的觸點控制燈的亮滅。
4 軟件部分〔4〕
4．1 軟件總框圖
單片機接收三個部分信號，分別是開關信號、片選信號和外輸入信號，通過單片機處理，輸出編碼信號和LED信號。軟件主要要完成三個功能模塊：開關、顯示模塊，實現相應信號從單片機輸入和輸出；控制信號模塊，實現模塊控制信號以編碼輸出；外部輸入模塊，實現控制模塊對外部控制信號的接收。對于每一個單片機，其軟件總框圖見圖3。
由于實際使用環境的復雜性，各種干擾防不勝防，而可靠性是我們面對的首要問題。這里主要用到的抗干擾技術有：看門狗技術，循環校正防癱瘓技術和數字濾波技術等。
WDT防“跑飛”。“跑飛”指PC值超出應用程序區，將非程序中的數作為指令碼運行。WDT看門狗的運行能使程序在“跑飛”狀態下產生復位信號，有效防止程序“跑飛”。
循環校正防癱瘓。循環校正將反饋碼與發出的原碼比較，對信號中斷、誤碼影響與自鎖狀態作出不同處理，有效防止系統因響應錯誤或響應中斷而引起的系統癱瘓。
5 結束語
本系統的設計充分考慮了照明系統實際插座體積的大小，以及各方面的技術細節和規范。智能照明的研究才剛剛起步，其設計思想對相關人員有一定的參考價值。
參考文獻
2 Zhou Yong．CEBus Demonstration System．http：／／www．hometoys．com，2000．6
3 竇振中．PIC系列單片機原理和程序設計．北京：北京航空航天大學出版社，1999
4 張松春等．電子控制設備抗干擾及其應用．北京：機械工業出版社，1998 【摘 要】 論述了用PIC16C57單片機來實現智能照明系統的控制。設計了以單片機為核心的控制系統的硬件和軟件。
??? 關鍵詞：智能照明，單片機，控制
1 引 言
隨著微電子技術的不斷發展，單片機的應用越來越廣，照明控制技術面臨革命性的變革，主要有三大趨勢：電子化，網絡化，集成化。傳統的照明是動力線按需分線，用機械開關通、斷電源，這樣系統固定后無法再改動，若要實現復雜的控制要求就更難。而隨著大量智能樓寓的推出，管理人員和住戶對照明系統提出了許多個性化要求，這就需要有新的照明控制技術的引進。傳統照明的特點是動力線與控制線重疊，不存在控制信息流的概念。改進方法之一是使動力線與控制線分離，即另行鋪設控制信號線〔1〕〔2〕。
2 系統的總體組成及其原理
四單元智能照明系統組成如圖1所示。該系統由K1，K2，K3，K4四個單元組成，每個單元內有A，B，C，D四個開關集中操作，四個A開關控制L1燈，四個B開關控制L2燈，四個C開關控制L3燈，四個D開關控制L4燈；分別指示L1，L2，L3，L4四個燈的指示器為LD1，LD2，LD3，LD4，能實現集中顯示；K1，K2，K3，K4四個單元分別是L1，L2，L3，L4四個燈的執行單元；實線為220V動力線，虛線為控制線；E為免打擾開關，按下該開關后，不能接受遠距離控制，只能接受本開關的控制。
如L1燈通過指示器LD1可知目前的狀態。假若為暗（亮），按一下K1單元A開關，通過單片機得到該信號后，因A燈的執行是在K1單元，所以直接使L1燈亮，同時發出與A燈相關的頻率，使其它單元的信號燈變亮；也可按K2（K3或K4）單元的A開關，K2（K3或K4）單元的單片機得到信號后，通過控制線輸出一個與該信號相一致的頻率，K1單元的單片機得到信號后，使L1燈亮，LD1滅，達到異地控制的目的。而其它單元相應的指示燈變化，達到了異地監視功能。
??? 該系統的特點是：
??? （1）用一根控制線來控制多個信號；
??? （2）集中控制，集中顯示，多點操作；
（3）用電子元件來控制電源的通、斷；
??? （4）停電自鎖；
（5）免打攪；
（6）整個系統由單片機控制，數據通訊智能化。
3 硬件設計〔3〕
3．1 硬件總框圖
要實現集中、異地控制，集中、異地顯示和執行的三種功能，可采用圖2所示的硬件框圖。整個電路被分為電源部分、輸出部分、開關、顯示及單片機主電路四個模塊。這是以單片機為核心的控制系統，通過一根控制線上所載的頻率不同，來判定不同的執行單元。考慮到體積、功耗和功能的要求，選Microchip生產的高性能、低功耗單片機（工作電流小于2mA，待機電流小于3μA）。
3．2 ＋5V／＋12V電源
考慮到體積小的要求，不能用變壓器，可采用電阻、電容分壓，再經二極管、穩壓管組成橋式電路來提供＋12V直流電源，＋12V電源再經穩壓管78L05實現＋5V直流電源。滿足控制電路的需要。
3．3 開關、顯示控制模塊
因開關少，所以采用獨立式按鍵。顯示利用PIC輸出驅動電流較大（可達20mA）的特性，對LED進行直接驅動。
3．4 控制信號
控制信號輸入、輸出實現K1，K2，K3，K4單元間的控制功能。對任一個單元按一下A（或B或C或D）開關，就輸出一定的頻率，根據不同的頻率來區分不同的開關。同時，一根控制線可傳輸不同的頻率來實現控制，其它單元的單片機得到該信號后，作出相應的反應。所以，總共有四個單元組成一個系統，每個單元都是有所區別的。
3．5 輸出部分
單片機輸出信號不能直接控制繼電器，須經三極管放大后，才能控制繼電器通、斷，再由繼電器的觸點控制燈的亮滅。
4 軟件部分〔4〕
4．1 軟件總框圖
單片機接收三個部分信號，分別是開關信號、片選信號和外輸入信號，通過單片機處理，輸出編碼信號和LED信號。軟件主要要完成三個功能模塊：開關、顯示模塊，實現相應信號從單片機輸入和輸出；控制信號模塊，實現模塊控制信號以編碼輸出；外部輸入模塊，實現控制模塊對外部控制信號的接收。對于每一個單片機，其軟件總框圖見圖3。
由于實際使用環境的復雜性，各種干擾防不勝防，而可靠性是我們面對的首要問題。這里主要用到的抗干擾技術有：看門狗技術，循環校正防癱瘓技術和數字濾波技術等。
WDT防“跑飛”。“跑飛”指PC值超出應用程序區，將非程序中的數作為指令碼運行。WDT看門狗的運行能使程序在“跑飛”狀態下產生復位信號，有效防止程序“跑飛”。
循環校正防癱瘓。循環校正將反饋碼與發出的原碼比較，對信號中斷、誤碼影響與自鎖狀態作出不同處理，有效防止系統因響應錯誤或響應中斷而引起的系統癱瘓。
5 結束語
本系統的設計充分考慮了照明系統實際插座體積的大小，以及各方面的技術細節和規范。智能照明的研究才剛剛起步，其設計思想對相關人員有一定的參考價值。
參考文獻
2 Zhou Yong．CEBus Demonstration System．http：／／www．hometoys．com，2000．6
3 竇振中．PIC系列單片機原理和程序設計．北京：北京航空航天大學出版社，1999
4 張松春等．電子控制設備抗干擾及其應用．北京：機械工業出版社，1998
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