基于物聯網嵌入式技術的LED路燈控制器設計

　　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 位數據的256 彩色LCD屏作為顯示輸出。

　　320x240 像素的8 位數據的256 彩色LCD 屏，顯示一屏所需的顯示緩存為320 × 240 × 8bit，即76800 字節，在顯示中每個字節，對應著屏上的一個像素點，因此，8 位256 彩色顯示的顯示緩存與LCD 屏上的像素點是字節對應的。 每個字節中又有RGB 格式的區分，既有332 位的RGB，又有233 的格式。 在彩色圖象顯示時，首先要給顯示緩存區一個首地址，這個地址要在4 字節對齊的邊界上，而且，需要在SDRAM 的4MB 字節控制之內。 它是通過配置相應的寄存器來實現的。 之后，接下來的76800 字節，就為顯示緩存區，這里的數據會直接顯示到LCD 屏上去。 屏上圖像的變換是由于該顯示緩存區數據的變換而產生的。 觸摸液晶屏通過26腳排線與主控器相連，主控器IO 口數據可直接驅動觸摸液晶屏模塊。 四線觸摸屏坐標獲取通過AD7843 采集實現，程序代碼如下：

　　3 節點控制器設計

　　節點控制器包括： MCU 控制模塊、調光模塊、無線通信模塊，結構如圖5 所示：

圖5 節點控制器結構圖

　　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 在系統可編程Flash 存儲器。 使用高密度非易失性存儲器技術制造，與工業80C51產品指令和引腳完全兼容。 片上Flash 允許程序存儲器在系統可編程，亦適于常規編程器。 在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在線系統可編程Flash，因此滿足節點控制芯片的要求。 模塊結構如圖6 所示。

圖6 MCU 控制模塊結構圖

　　3. 2 調光模塊

　　調光模塊實現感光與調光功能。 因為光敏電阻在黑暗環境里電阻值很高，當受到光照時，光敏電阻阻值下降，光照愈強，阻值愈低，入射光消失后，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復原值。 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模擬信號轉換為數字信號輸入到MCU 控制器中; MCU 控制器內部經過編程對輸入的燈具工作參數進行分析判斷，然后發出控制信號，控制恒流驅動電路輸出電流的大小，從而控制LED 燈的亮度，進而達到智能調控LED 燈具的目的。

　　考慮到設計選用的為直流LED 路燈，參數為： 功率28 瓦; 電壓AC100 - 280V; 功率因數> 0. 95 ; LED 顏色正白，暖白; 光通量2800 -12600LM; 色溫3000—7000K ; 燈具效率90% ; 驅動電源恒流驅動45V 1. 5A 直流; 命50000 小時以上; 防護等級IP65 ; 工作溫度- 35oC - 80oC ;工作濕度10% - 90%，因此需設計符合參數要求的直流調光電路。

　　直流調光方法常用的有： 調節正向電流的方法; 脈寬調制( PWM) 來調光。 調節正向電流的方法具有以下缺點： 調正向電流會使色譜偏移; 有時會出現使恒流源無法工作的問題; 長時間工作于低亮度有可能會使降壓型恒流源效率降低溫升增高而無法工作; 無法得到精確調光。 因而本文采用PWM 調光方法。

　　本文采用DN0112 芯片設計了PWM 調光模塊。

　　DN0112 芯片是用于直流LED 燈的連續觸摸IC 芯片，它通過輸出PWM 可使燈光亮度在3% ～100%間無級調節，可使LED 路燈實現平滑的亮暗調節。 本文設計單片機P0. 3 輸出調光控制信號，實現對DN0112 調光芯片的控制，使調光芯片可根據單片機輸出的控制信號實現LED 燈開關、調光。

　　4、結論

　　本文設計了路燈主控制器及節點控制器，通過CDMA 通信實現了遠程指令數據有效傳輸，通過自組無線傳感網實現了主控制器與節點控制器指令數據的傳輸，給出了觸摸液晶屏坐標點采集程序，通過對光強信號的采集設計了調光電路，完成了物聯網的傳感數據采集、嵌入式數據傳輸及處理，將物聯網嵌入式技術引入到LED路燈控制器中。 實驗證明，本文設計的路燈控制器能有效實現智能控制，取得了較好的節能、降耗效果。