來源：電子產(chǎn)品世界 作者：江西方興科技有限公司 錢懷風(fēng)

    摘要： 采用arm7tdmi-s 內(nèi)核 的微處理器lpc2119設(shè)計實現(xiàn)智能照明控制器，應(yīng)用在高速公路隧道照明can網(wǎng)絡(luò)中。

    關(guān)鍵詞： 高速公路隧道照明；智能照明控制器；can網(wǎng)絡(luò)； arm微處理器；lpc2119

    引 言

    隧道是高速公路的重要組成部分，隧道照明系統(tǒng)是車輛能夠安全地進(jìn)入、通過和離開隧道區(qū)域必不可少的基本保證。目前長隧道的照明分為入口段、過渡段、基本段、出口段，每段的燈具按功能又分為應(yīng)急燈、全日燈和加強(qiáng)燈三種。應(yīng)急燈除在停電時用作應(yīng)急照明外還兼作全日照明，全日燈24小時不間斷工作，加強(qiáng)燈根據(jù)洞口不同的亮度來開啟。隧道內(nèi)不同區(qū)域的亮度要求各不相同，它們和洞外亮度、交通流量、洞內(nèi)廢氣的多少、行車速度、燈具的養(yǎng)護(hù)周期等諸多因素有關(guān)，甚至與路面的材料和洞壁的裝修材料有關(guān)。這些燈的控制目前基本上是靠開關(guān)照明回路來進(jìn)行控制的。一般隧道都有七八個照明控制回路，建設(shè)投資大，施工難度高，隧道開通后管理者僅能在有限的回路里進(jìn)行控制，很難兼顧到運(yùn)營成本和隧道安全。 我們采用philips公司(編者注：現(xiàn)更名為nxp公司)的基于arm7 tdmi-s 內(nèi)核的微控制器lpc2119設(shè)計實現(xiàn)智能照明控制器，應(yīng)用在高速公路隧道照明can網(wǎng)絡(luò)中，較好地解決了隧道照明初期投資、運(yùn)營成本和隧道安全之間的矛盾，收到了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

    隧道照明系統(tǒng)can 網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成

    can(控制器局域網(wǎng))是當(dāng)今國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。can總線最初是由德國bosch公司為汽車的檢測、控制系統(tǒng)而設(shè)計的。由于can總線具有獨特的設(shè)計思想、良好的功能特性和極高的可靠性，現(xiàn)場抗干擾能力強(qiáng)，已由國際標(biāo)準(zhǔn)組織iso制訂了can總線的國際標(biāo)準(zhǔn)。

    can協(xié)議是建立在國際標(biāo)準(zhǔn)組織iso的開放系統(tǒng)互連參考模型osi基礎(chǔ)上，主要工作在物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。用戶可在其基礎(chǔ)上根據(jù)實際需要開發(fā)自己的應(yīng)用層通信協(xié)議。can總線信號的傳輸可采用雙絞線、同軸電纜或光纖，最高通信速率可達(dá)1mbps,數(shù)據(jù)傳輸在5kbps 時，傳輸距離可達(dá)到10km。一個can網(wǎng)段上的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可達(dá)110個，還可通過can網(wǎng)關(guān)/網(wǎng)橋延伸網(wǎng)段或和其他各種網(wǎng)絡(luò)互連互通。

    can總線的這些特點使得其很適宜應(yīng)用在條件苛刻的高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)或照明控制系統(tǒng)中。高速公路隧道照明控制系統(tǒng)can網(wǎng)絡(luò)主要由上位機(jī)、智能照明控制器、can網(wǎng)關(guān)/網(wǎng)橋等構(gòu)成(圖1)。

    圖1 隧道照明控制系統(tǒng)can網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

    上位機(jī)為pc機(jī)，內(nèi)插pc-can 接口卡，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳捎每偩�結(jié)構(gòu)，傳輸介質(zhì)采用雙絞線，為提高系統(tǒng)的抗干擾能力，在傳輸介質(zhì)和智能控制器之間采取了光電隔離。上位機(jī)并與隧道車輛檢測器群和光強(qiáng)檢測儀相連，配以我們開發(fā)的相應(yīng)軟件，對整個隧道的照明系統(tǒng)進(jìn)行智能控制。

    軟件的控制策略如下：在沒有車輛進(jìn)入隧道時，根據(jù)光強(qiáng)檢測儀所檢測到的洞內(nèi)外光強(qiáng)差值，在隧道內(nèi)只開啟相應(yīng)的基本照明，當(dāng)車輛檢測器檢測到車輛將進(jìn)入隧道時，開啟隧道洞口的加強(qiáng)照明，當(dāng)車輛進(jìn)入隧道后，則將車輛前面一段相應(yīng)距離的加強(qiáng)照明開啟，一旦后面無車輛跟進(jìn)，則將汽車身后的加強(qiáng)照明關(guān)閉。同時利用光強(qiáng)儀還可判斷晴天、陰天、白天、晚上而開啟或關(guān)閉相應(yīng)的照明。可對單個的照明進(jìn)行單控也可對區(qū)域照明進(jìn)行群控。控制策略隨時可根據(jù)實際情況進(jìn)行修正。這樣節(jié)約了大量的電能，有效的降低了運(yùn)營成本。

    智能照明控制器硬件設(shè)計

    圖1是本智能控制器的總體設(shè)計框圖，主要由cpu模塊、電源模塊、通信模塊、光強(qiáng)檢測模塊、溫度檢測模塊、電流檢測模塊、開關(guān)控制模塊等組成。通信模塊將所有的控制器連接成一個完整的網(wǎng)絡(luò)，便于值班員在監(jiān)控室對整個照明系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，光強(qiáng)、溫度、電流檢測則是通過對這幾個參數(shù)的檢測來判斷設(shè)備的工作情況，開關(guān)控制模塊則是通過光電耦合、大功率可控硅開關(guān)進(jìn)行控制