基于短距無線通信及CAN總線的照明光源控制研究

　　1.前言目前我國照明用電量占建筑用電的20%-30%,智能照明電氣公司生產(chǎn)的場景控制器和調(diào)光產(chǎn)品基本上都采用開環(huán)控制，根據(jù)區(qū)域要求打開光源并調(diào)節(jié)光的輸出，這樣很難達(dá)到該環(huán)境最合理的照度，通常調(diào)節(jié)好一個(gè)照度水平后，不會再根據(jù)該環(huán)境的光線強(qiáng)度來改變照度.這種不合理的控制光源方法，增加了用電量，造成大量污染.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是本世紀(jì)最具影響力的技術(shù)之一，如果將無線傳感技術(shù)應(yīng)用到照明控制系統(tǒng)中，不僅會大大減少成本，而且節(jié)約資源，避免不必要的浪費(fèi).

　　本文提出的照明控制系統(tǒng)主要利用短距離無線通信和CAN總線技術(shù)，應(yīng)用于小環(huán)境光源照明控制，由無線通信基站.無線通信從站和終端節(jié)點(diǎn)組成.本方案適合小環(huán)境光源控制，克服了自動(dòng)化程度低.管理比較混亂.控制相對分散的傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)，為人們生活提供一個(gè)更加智能化的環(huán)境.

　　2.原理及技術(shù)本研究方案主要應(yīng)用到短距離無線通信技術(shù)和CAN總線技術(shù).其中，短距離無線通信技術(shù)采用低功率短距離無線通信技術(shù)，采用nRF905無線射頻收發(fā)芯片.無線通信基站由STC89C52和nRF905無線收發(fā)器組成.STC89C52為改基站的控制芯片，用來產(chǎn)生控制信號，并對從站返回的狀態(tài)做出反應(yīng)，確保照明光源運(yùn)轉(zhuǎn)正常；nRF905無線收發(fā)器為基站信號發(fā)送設(shè)備，通過nRF905完成對控制信號的發(fā)送和對從站發(fā)送的照明光源狀態(tài)信號的接收.

　　2.1 短距離無線通信隨著通信和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，短距離無線通信技術(shù)的應(yīng)用步伐不斷加快，正日益走向成熟.一般意義上，只要通信收發(fā)雙方通過無線電波傳輸信息且傳輸距離限制在較短范圍（幾十米）以內(nèi)，就可稱為短距離無線通信.

　　短距離無線通信技術(shù)的工作頻段為ISM頻段，使用這類頻段不需要任何許可證，通常只要求發(fā)射不超過一定的功率（通常低于1W），只要不干擾其它頻段即可.目前常見的短距離無線通信經(jīng)常應(yīng)用于以下幾個(gè)ISM頻段：27MHz頻段；2.4GHz頻段和315MHz;433MHz和868MHz等頻段.

　　2.2 CAN總線CAN總線是德國BOSCH公司從80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，它是一種多主總線，通信介質(zhì)可以是雙絞線.同軸電纜或光導(dǎo)纖維.通信速率可達(dá)1MBPS.CAN總線是具有通信速率高.容易實(shí)現(xiàn).且性價(jià)比高等諸多特點(diǎn)的一種已形成國際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線，是最有前途的現(xiàn)場總線之一.

　　3.選用部件本方案所用設(shè)備主要為PHILIPS半導(dǎo)體生產(chǎn)PCA89C250收發(fā)器.SJA1000控制器和挪威Nordic公司nRF905無線收發(fā)器.

　　PCA82C250是CAN控制器的物理接口，其主要作用是：給BUS提供差動(dòng)發(fā)送信號，給CAN控制器提供差動(dòng)接受信號.該芯片采用5V直流電供電，PCA82C50是針對汽車中高速通訊的應(yīng)用而設(shè)計(jì)，符合ISO11898標(biāo)準(zhǔn).

　　S J A 1 0 0 0是一種C A N獨(dú)立控制器，通常用于自動(dòng)化領(lǐng)域，用來控制區(qū)域網(wǎng)絡(luò)控制.

　　SJA1000與控制器Basic CAN最主要的不同在于SJA1000提供了Pelican的全新工作模式，在該模式下，CAN總線符合全部的CAN2.0B協(xié)議.