Радиосистема управления освещением

Часть 1

Целью курсового проекта является разработка радиосистемы управления освещением. Система предназначена для организации сети дистанционного управления/мониторинга светодиодных светильников.

Функции:

-С передающей стороны: реализация избирательного управления световым потоком любого светильника

-С приемной стороны: передача температуры излучающей панель, источника питания, потребляемая мощность.

Требования к системе:

-минимальная возможная мощность излучения терминала;

-минимальный диапазон используемых частот.

Исходные данные:

 Максимальное количество светильников в сети: до 500

Радиус зоны обслуживания: 100 м

Количество градаций яркости: 256

Количество различных команд управления светом: 10

Тип местности: помещение

Вероятность битовой ошибки: 3*10-4

Мощность излучения подвижной станции Pизл.АС: <0.1 Вт

В качестве примера помещения, в котором можно реализовать данную систему можно рассмотреть картинную галерею. Радиус зоны, в которой должна функционировать наша система равен 100м. Следовательно, максимальное расстояние между светодиодными светильниками и терминалом, с которого должно осуществляться управление, не должно превышать этой величины. Помещение будет иметь прямоугольную форму. Три зала с картинами будут располагаться в ряд, один за другим. Каждый зал будет иметь размеры 30 на 30 м и площадь 900 квадратных метров. Следом за ними будет располагаться подсобное помещение с размерами 10 на 30 м. В нем будет располагаться центральная базовая станция (ЦБС), которая и будет являться терминалом управления светодиодными светильниками.  Рис. 1.

Рис.1 Структурная схема радиосистемы освещения

Нам необходимо обеспечить различные режимы работы наших светильников. Например, включение освещения только в том зале, где в настоящий момент проходит экскурсия, создание атмосферы полумрака, включение освещения во всех трех залах одновременно и др. В нашей сети будет два типа устройств: ЦБС и система освещения. ЦБС включает в себя ПК и радиосредства (РС), а система освещения состоит, непосредственно, из светильников и абонентских терминалов (АТ). Данные два типа устройств будут связаны топологией “Звезда”.

Рис.2  Топология “Звезда”

Исходя из данной топологии обмен информацией ведется через центральный узел (ЦУ). В нашей системе центральным узлом является ЦБС. Приемопередатчики, расположенные на каждом светильнике не обмениваются информацией между собой. Их задача предоставлять информационные сведения на ЦБС и получать от нее команды.

Для того, чтобы контролировать температуру излучающей панели и источника питания в целях предотвращения пожара, а также мощность, потребляемую светильниками, информация об этих параметрах должна периодически передаваться на ЦБС. Т. е. светильники через равные промежутки времени должны передавать сообщения с информацией об этих параметрах. В нашей системе существует только один канал, по которому каждый светильник передает свои сообщения. Одновременно светильники не могут передавать информацию, так как неизбежно возникновение коллизий. Поэтому каждый светильник будет передавать свои сообщения в строго установленное для него время. Все светильники по очереди будут передавать свои пакеты через канал связи.

рис.3 Прием сообщения от светильников

Пояснения к рисунку:

С левой стороны цифрами обозначены номера светильников. 1 - означает время, необходимое для приема сообщения от одного светильника. 2 - время, через которое будет передаваться в следующий раз информация от этого же светильника. 3 - "время отсутствия информации", т.е. время в течение которого информация передаваться не будет.

 Рассмотрим структуру системы. Основой ЦБС будет являться персональный компьютер (ПК), с которого будет осуществляться управление светом, и на который будут поступать данные о температуре и мощности. В памяти компьютера будет храниться информация о возможных профилях освещения. К компьютеру через устройство сопряжения будет подключен радиомодуль, через который будет осуществляться связь с такими же радиомодулями, расположенными на светодиодных светильниках. Радиомодуль на каждом светильнике будет связан с устройством обработки информации. Это устройство будет определять тип принятого сообщения, а также формировать информационные сообщения для передачи в ЦБС. Также к этому устройству будут подключаться датчики температуры и мощности. Безусловно, наша система не может работать без блоков питания, которые должны располагаться и на ЦБС, и на каждом светодиодном светильнике.

 Рис.3 Схема функционирования радиосистемы

Список литературы:

1. Лекции по курсу ССПО», Рязань, РГРТУ 2012. Бакке А. В.
2. Скляр Б. «Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение». - М.: Вильямс, 2003 г.