根据STM32的学校照明智能控制系统

摘要：该规划首要选用依据STM32微操控器与CAN总线结合的办法，由光线强度检测电路和热释电红外信号检测电路组成检测电路，经过检测光线强度强弱和是否有人挨近，然后操控灯的敞开与封闭。选用组态王软件做上位机进行操控和监控，完成了与外界环境相结合的人为可控智能闭环体系，实践标明该体系具有低功耗，安稳性强，通讯间隔远，传输速度快，误码率低一级特色。

近年来，低碳日子，节能减排越来越遭到国家的大力支持，在学校日子中照明用电量约占学校整体用电量的40%左右，因而，节省学校照明用电耗费成为呼应国家关于节能召唤的重要措施之一。一般的学校照明体系仅仅运用一般的声控及光控传感器组成开环的操控体系，其灵活性差，功耗大，不行人为干涉。而市场上闭环操控的照明体系投入资金大，安稳性差，无法在学校中得到推行。

1 整体方案规划

体系的规划首要有以下五部分组成：上位PC机、CAN适配卡、微操控器STM32、CAN总线接口模块、光线检测照明模块。上位PC机供给操作界面，而且运用组态王软件经过CAN总线向微操控器STM32发送指令和接纳微操控器STM32发送的信息，微操控器STM32经过与CAN总线接口电路向CAN总线发送指令和接纳CAN总线各个节点的信息，检测照明模块经过检测电路将检测到的信息发送给STM32微操控器，STM32微操控器处理检测电路发来的信息操控照明设备。体系结构框图如图1所示。

2 硬件规划

2.1 操控器选型

一般规划中大多选用51单片机、PIC单片机或者是AVR单片机，这些单片机的缺陷是高功耗、功能低而且硬件资源匮乏。比较之下，STM 32系列是依据专为要求高功能、低成本、低功耗的嵌入式运用而专门规划的ARM Cortex-M3内核的微操控器。本规划选用的是STM32F103类型，归于中等容量增强型，32位依据ARM中心的带128K字节闪存的微操控器，具有强壮的硬件资源：USB，CAN，7个定时器，2个ADC，9个通讯接口。最高72MHZ的作业频率。

2.2 CAN接口电路

CAN是操控器局域网络(Controller Area Network，CAN)的简称，是由研制和出产轿车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，具有对通讯数据帧处理，使网络内的节点个数在理论上不受约束，可在各节点之间完成自在通讯，结构简略，传输间隔远和速率快的特色，成为运用最广的现场总线之一。

TJA1050是操控器区域网络(CAN)协议操控器和物理总线之间的接口，可认为总线供给差动发送功能，为CAN操控器供给差动接纳功能。与一般规划中运用的PCA82C250和PCA82C251等CAN操控器比较，具有输出信号CANH和CANL的最佳匹配，使电磁辐射更低，节点未供电时，功能有所改进，无待机形式等特色。这使得TJA1050特别适合于在部分供电网络中节点掉电的情况下运用。其与STM32接口电路如图2所示。

2.3 PC机与TJA1050接口电路

因为PC的串口为RS-232电平，无法直接与TJA1050相连，所以要想让PC机与CAN总线通讯必须在TJA1050和PC机之间加上电平转化模块，本规划参加的是MAX-232电平转化芯片如图3所示。

2.4 检测照明模块

本规划检测电路由光线强度检测电路和热释电红外信号检测电路组成。光线强度检测电路是运用光敏电阻的电阻值随照耀光强度添加而下降的特性而建立的电路。白日时光照较大，光敏电阻值较小因而向STM32微操控器发送高电平，STM32微操控器接遭到光照强度检测电路发送的高电平后，向照明设备发送高电平，然后操控灯的封闭。反之，晚上光线较暗时，STM32微操控器向照明设备发送低电平，然后操控灯的敞开。

热释电红外信号检测电路由热释电红外传感器接纳人体红外信号，并经BISS0001芯片及外围电路进行扩大、滤波与延时等处理后，发送给STM32。检测电路正常作业时，当人体挨近时，向STM32微操控器发送高电平。当人体脱离时，延时10～30 s后，向STM32微操控器发送低电平。STM32微操控器依据接遭到的凹凸电平操控照明设备的敞开和封闭。

3 软件规划

3.1 软件流程图

主流程图如图4所示，体系初始化完成后，检测CAN总线发来的指令，假如CAN总线发来指令，ST3432微操控器履行发来的指令。反之，履行下一步。检测电路中的光线强度检测电路先检测，假如光线强度较强，STM32微操控器操控灯的封闭，且热释红外检测电路停止作业。假如光线强度较弱，热释红外检测电路开端作业，当热释红外检测电路检测到有人经过期，STM32微操控器操控灯的敞开。反之，灯封闭。

3.2 上位机

组态王开发监控体系软件，是新式的工业自动操控体系，它以规范的工业计算机软、硬件渠道构成的集成体系替代传统的封闭式体系。它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等长处。一般能够把这样的体系划分为操控层、监控层、管理层3个层次结构。

本规划经过CAN-RS-232的转接口完成CAN总线与装有OPC-Server的PC机串口进行数据交换。然后完成经过组态王对整个学校照明体系进行实时的监控。其组态王监控界面如图5所示。

4 结束语

本规划以STM32微操控器为中心及RS-232/CAN通讯转化器、节点以及上位机组成，完成了CAN通讯，达到了对照明设备的可控性和闭环本身调理的意图。依据STM32微操控器经过CAN总线操控的智能照明操控体系具有功能强壮、实时性强、安稳牢靠、便于扩展等特色，运用远景广泛。