基于物联网技术的工厂照明控制系统

黄干将

摘 要：照明系统是工厂生产的关键，实现工厂照明系统的智能化控制是提高能源利用、降低企业成本支出的重要手段。将互联网技术应用到照明控制系统中可以实现对照明系统的智能化控制，从而达到了节约能源、方面管理的目的。

关键词：互联网技术;照明系统;智能控制

据有关数据显示工业照明耗电量占全国电力总消耗量的15%，因此实现工厂照明系统的智能化控制是工厂降低成本支出、实现盈利的重要手段，也是当前构建生态和谐社会的重要途径。非智能化的照明系统主要是由操作人员人工完成的，或者是由特定的单片机根据设置操作完成的，该模式具有稳定性差、维修不及时的问题，尤其是缺乏实时监测功能，因此我们要重点研究基于互联网技术的工厂智能照明系统。

1 基于互联网技术的照明系统设计的需求研究

通过调研各大工厂照明系统设计的初衷，将互联网技术应用到工厂照明系统中，其主要是为了实现以下功能：一是滿足工厂日常生产工作的需要。工厂始终处于24小时生产过程中，因此需要照明系统及时为工作人员以及车辆通行等提供照明，以此保证安全生产的要求。二是实现对照明系统的智能化控制。传统的照明系统主要是由人工控制或者采取定时开关的方式，此种方式存在管理难度大、故障发生率高的问题，尤其是不能及时根据实际情况对照明系统进行自动控制，而互联网技术的照明系统能够根据外界的环境及时对照明系统进行调控。三是降低了工厂的费用支出。降低费用实现盈利是工厂的首要目的，而通过互联网照明系统控制则是通过设计与安装无线收发模块的方式对每个照明系统进行自动控制，实现了照明系统的智能化管控，从而减少了工厂的用电量降低了运行费用。其中最为关键的是保障了安全生产。

2 基于互联网技术的工厂照明系统设计方案

本系统主要采取MSP430F449单片机为核心，应用传感器技术、自动控制技术以及网络技术等通过互联网技术实现对工厂照明系统的智能化自动控制。具体的设计方案如下（图1）。

图1  基于物联网技术的工厂智能照明系统的结构图

2.1 硬件系统的设计

硬件控制系统主要包括主控制模块和子控制模块，主模块主要是安装于控制室内，而子模块则分别安装在工厂的不同区域，根据工厂生产的空间布局，安装不同的子控制模块：①主控模块设计。首先是最小系统的设计。基于主控模块的工作性能要求，本系统采取MSP430F449单片机，其具有大容量的存储器和寄存器因此性价比要高;其次是显示模块的设计。主控模块主要是根据具体的信号感应，而将信号反映到显示屏幕中，显示模块最主要的功能就是及时将采取的信号进行反馈，因此显示模块主要采取三态总线驱动的输出方式，这样可以有效地改善信号传输滞后的问题。具体的设计是该电路的输出为低电平有效，当输出为1时，对应字段熄灭;当输出为0时，对应字段点亮。②子控模块的设计。子控模块主要采取STC12C5604AD芯片，该芯片具有低功耗、超强抗干扰的能力，因此其能够形成稳定的控制系统。当然实现对工厂的智能化控制最重要的就是对信号采集的智能控制，以工厂道路照明系统为例，考虑到工厂道路受到外界干扰大的因素，因此在选择传感器时要选择便于安装、抗干扰能力强的设备，而E18—D80NK—N传感器是集发射与接收为一体的光点传感器，具有很强的干扰性。通过设计实现了：在有人或者车辆通过时，传感器将自动检测，当感受到人或者车辆时，路灯自动开启。当人远离监测区域之后，路灯将逐渐变暗，最后自动关闭;在没有人通过的时候，路灯处于关闭状态。

当然子控制模块还具有故障检测模块，其可以根据实时监测实现对照明系统的监测，并且将监测到的数据及时向监控中心进行反馈。一般LED灯在使用的过程中，当其中的灯发生故障无光亮的时候，光敏电阻R2的阻值就是变大，结点分压变小，这样就会发生故障。

2.2 软件系统设计 软件系统的设计是整个互联网技术照明系统智能控制实现的核心，基于工厂照明区域要求不同，本系统的设计思路确定为：根据不同的照明需求以及区域采取不同的照明系统模式，一方面实现系统的时钟信息功能，根据白天和晚上进行照明系统的自动控制;另一方面也要采取自动识别系统，比如在白天的时候可能会因为天气的原因需要照明系统，因此需要构建光控模式，也就是根据外界的光线明暗程度进行自动控制，同时还要进行自动调节。同样以道路照明系统的智能化软件设计为例，见图2。

图2  道路区域软件流程图

在本次设计中一共选择5个单片机作为系统构成，其中一个作为主板，其余的作为节支点分别对工厂不同区域的照明系统进行控制，并且这4个节支点与主板之间实现了无线连接。

3 结束语

经过实践，采取基于互联网技术的照明系统不仅有助于优化工厂的生产环境，而且还可以节省工厂生产成本，实现工厂的能源生态发展。本系统主要是基于工厂传统照明系统存在问题的改进，其主要是采取互联网技术，根据工厂不同的照明需求，采取不同性能的传感器对信号进行检测与感应，以此实现对整个工厂的智能化照明管理。

参考文献：

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