基于物聯(lián)網(wǎng)嵌入式技術(shù)的LED路燈控制器設(shè)計(jì)

　　2. 4 顯示輸入模塊

　　本文選擇TFT034 觸摸液晶模塊用作顯示及控制指令輸入。 TFT034 采用四線電阻觸摸屏作為輸入，320x240 像素的8 位數(shù)據(jù)的256 彩色LCD屏作為顯示輸出。

　　320x240 像素的8 位數(shù)據(jù)的256 彩色LCD 屏，顯示一屏所需的顯示緩存為320 × 240 × 8bit，即76800 字節(jié)，在顯示中每個(gè)字節(jié)，對(duì)應(yīng)著屏上的一個(gè)像素點(diǎn)，因此，8 位256 彩色顯示的顯示緩存與LCD 屏上的像素點(diǎn)是字節(jié)對(duì)應(yīng)的。 每個(gè)字節(jié)中又有RGB 格式的區(qū)分，既有332 位的RGB，又有233 的格式。 在彩色圖象顯示時(shí)，首先要給顯示緩存區(qū)一個(gè)首地址，這個(gè)地址要在4 字節(jié)對(duì)齊的邊界上，而且，需要在SDRAM 的4MB 字節(jié)控制之內(nèi)。 它是通過(guò)配置相應(yīng)的寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 之后，接下來(lái)的76800 字節(jié)，就為顯示緩存區(qū)，這里的數(shù)據(jù)會(huì)直接顯示到LCD 屏上去。 屏上圖像的變換是由于該顯示緩存區(qū)數(shù)據(jù)的變換而產(chǎn)生的。 觸摸液晶屏通過(guò)26腳排線與主控器相連，主控器IO 口數(shù)據(jù)可直接驅(qū)動(dòng)觸摸液晶屏模塊。 四線觸摸屏坐標(biāo)獲取通過(guò)AD7843 采集實(shí)現(xiàn)，程序代碼如下：

　　3 節(jié)點(diǎn)控制器設(shè)計(jì)

　　節(jié)點(diǎn)控制器包括： MCU 控制模塊、調(diào)光模塊、無(wú)線通信模塊，結(jié)構(gòu)如圖5 所示：

圖5 節(jié)點(diǎn)控制器結(jié)構(gòu)圖

　　3. 1 MCU 控制模塊

　　MCU 控制模塊采用STC89C52 芯片。

　　STC89C52 是一種低功耗、高性能CMOS8 位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。 使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 片上Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在線系統(tǒng)可編程Flash，因此滿足節(jié)點(diǎn)控制芯片的要求。 模塊結(jié)構(gòu)如圖6 所示。

圖6 MCU 控制模塊結(jié)構(gòu)圖

　　3. 2 調(diào)光模塊

　　調(diào)光模塊實(shí)現(xiàn)感光與調(diào)光功能。 因?yàn)楣饷綦娮柙诤诎淡h(huán)境里電阻值很高，當(dāng)受到光照時(shí)，光敏電阻阻值下降，光照愈強(qiáng)，阻值愈低，入射光消失后，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù)原值。 因此采用光敏電阻作為感光傳感器，由ADC0832 芯片將光敏電阻接收的光強(qiáng)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入到MCU 控制器中; MCU 控制器內(nèi)部經(jīng)過(guò)編程對(duì)輸入的燈具工作參數(shù)進(jìn)行分析判斷，然后發(fā)出控制信號(hào)，控制恒流驅(qū)動(dòng)電路輸出電流的大小，從而控制LED 燈的亮度，進(jìn)而達(dá)到智能調(diào)控LED 燈具的目的。

　　考慮到設(shè)計(jì)選用的為直流LED 路燈，參數(shù)為： 功率28 瓦; 電壓AC100 - 280V; 功率因數(shù)> 0. 95 ; LED 顏色正白，暖白; 光通量2800 -12600LM; 色溫3000—7000K ; 燈具效率90% ; 驅(qū)動(dòng)電源恒流驅(qū)動(dòng)45V 1. 5A 直流; 命50000 小時(shí)以上; 防護(hù)等級(jí)IP65 ; 工作溫度- 35oC - 80oC ;工作濕度10% - 90%，因此需設(shè)計(jì)符合參數(shù)要求的直流調(diào)光電路。

　　直流調(diào)光方法常用的有： 調(diào)節(jié)正向電流的方法; 脈寬調(diào)制( PWM) 來(lái)調(diào)光。 調(diào)節(jié)正向電流的方法具有以下缺點(diǎn)： 調(diào)正向電流會(huì)使色譜偏移; 有時(shí)會(huì)出現(xiàn)使恒流源無(wú)法工作的問(wèn)題; 長(zhǎng)時(shí)間工作于低亮度有可能會(huì)使降壓型恒流源效率降低溫升增高而無(wú)法工作; 無(wú)法得到精確調(diào)光。 因而本文采用PWM 調(diào)光方法。

　　本文采用DN0112 芯片設(shè)計(jì)了PWM 調(diào)光模塊。

　　DN0112 芯片是用于直流LED 燈的連續(xù)觸摸IC 芯片，它通過(guò)輸出PWM 可使燈光亮度在3% ～100%間無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，可使LED 路燈實(shí)現(xiàn)平滑的亮暗調(diào)節(jié)。 本文設(shè)計(jì)單片機(jī)P0. 3 輸出調(diào)光控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)DN0112 調(diào)光芯片的控制，使調(diào)光芯片可根據(jù)單片機(jī)輸出的控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)LED 燈開關(guān)、調(diào)光。

　　4、結(jié)論

　　本文設(shè)計(jì)了路燈主控制器及節(jié)點(diǎn)控制器，通過(guò)CDMA 通信實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程指令數(shù)據(jù)有效傳輸，通過(guò)自組無(wú)線傳感網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了主控制器與節(jié)點(diǎn)控制器指令數(shù)據(jù)的傳輸，給出了觸摸液晶屏坐標(biāo)點(diǎn)采集程序，通過(guò)對(duì)光強(qiáng)信號(hào)的采集設(shè)計(jì)了調(diào)光電路，完成了物聯(lián)網(wǎng)的傳感數(shù)據(jù)采集、嵌入式數(shù)據(jù)傳輸及處理，將物聯(lián)網(wǎng)嵌入式技術(shù)引入到LED路燈控制器中。 實(shí)驗(yàn)證明，本文設(shè)計(jì)的路燈控制器能有效實(shí)現(xiàn)智能控制，取得了較好的節(jié)能、降耗效果。