摘要: 介绍PLCBUS 电力线通讯协议，利用PLCBUS-9402393 模块结合教室实际照明电路设计教室智能照明控制系统，给出了智能照明系统接收模块电路、控制模块电路、照度传感器电路，进行了系统模拟实验。此系统无论新教学楼还是投入使用的教学楼用户都可以使用，具有很强的灵活性和稳定性。
教室是学校照明用电的主要部分。教室灯光照度设计标准为室内平均照度300 lx，这样高的照度要求，如果没有合理控制方案，能源上将造成巨大的浪费。因此将智能照明控制系统应用于普通教室、阶梯教室具有相当的实际意义。对于学校而言，使用调光控制方式显然造价过高，难以接受，而且教学楼的灯具大多选择了日光灯，调光控制需要专用的调光镇流器，比较烦琐。因此，开关控制是学校教室照明主要的控制方式。
本文结合学校实际电路，利用电力线通讯，采用PLCBUS 协议，设计了教学楼内各教室统一控制灯的低成本智能照明控制系统。
1 教室照明特点
高校教学楼为长廊类设计，教室在长廊一侧或两侧，配电为照明与插座分别由不同空开控制。同一侧教室自然采光和灯光布局基本相同，一般每个教室采用两个照明回路，分别给两组灯光供电，每组灯由一个空开控制，并在教室内有墙壁开关控制。
2 基于电力线通讯PLCBUS 技术
PLCBUS 技术采用Pulse Position Modulation(PPM) 脉冲相位调制法。它是利用电力线的正弦波作为同步信号，在四个固定的时序中发送瞬间电脉冲来传递信号的。每半个50Hz 的正弦波周期可以传递一个PLCBUS 脉冲信号，PLCBUS 脉冲信号出现在半个正弦周期里的4 个固定位置中的一个位置。
每个位置可以搭载2bit 的信息， 在50Hz 的电力线上，1s 可以传输200bit 的数据。因为采用电脉冲通讯，PLCBUS 信号可以传递得很远。如图2 所示。
2. 1 PLCBUS 的通讯格式和数据传递方法
PLCBUS 信号的传输信息包基本结构如图3 所示。PLCBUS 信号总是有2 － 1 － 1 － 2 这样的字节开始作为START 信号为“起始字节”。起始字节之后的5 个字节称为“Header”标题字节。标题字节里包含有许多基本信息，比如数据的长度、接收地址信息、发射器的信息、是否需要反馈等等。在标题字节后是PLCBUS 的数据字节，可以包含0 ～ 18 个数据字节。用这些数据字节可以传递诸如灯光亮度、调光步长、信号质量等数据。最后一个字节是校验位，用于判断接收到的数据是否正确。
在PLCBUS 协议中，地址是分成两部分定义的。
NID ( Network ID) 在最终用户那里称为“用户码”，DID (Destination ID) 在用户那里称为“房间码+ 单元码”，NID 共有8bit，可以组成256 个不同的地址，DID 也是8bit， 也可以组成256 个不同的地址码。NID ( Network ID ) 和DID ( DestinationID) 统称为接收数据用的地址码，但NID 有5 位地址码另有他用， 所以PLCBUS 的基本地址码就是250256 = 64000 个。
PLCBUS-9402393 控制芯片是采用PLCBUS 协议通讯进行照明控制的专用芯片，采用此芯片可方便的组成实用智能照明系统。
3 PLCBUS-9402393 芯片
利用芯片可组成接收模块和发送控制模块，发送控制模块可对不同地址发送控制指令，每个接收模块可存储多个地址，相同地址响应控制指令，系统可以方便的控制不同设备的开关，系统既可针对一个模块单独控制，又可以对多个模块同时控制。
4 教室智能照明系统的设计
4. 1 PLCBUS 智能照明系统设计组成
PLCBUS 智能照明系统设计分为主控模块、从控模块和照度传感器模块三部分。其中从控模块可以设置多个地址，主控模块和传感器模块发出地址控制指令，具有相同地址的接收模块根据指令作出响应，打开或关闭灯光。通过对接收模块设置地址的分组，可实现对所有教室的灯光分片和分区域的控制。PC 机和控制器也可发出用户开或关闭指令，使相同用户码的所有教室灯光打开或关闭。
根据学校实际一般教室有两组照明电路，可划分为亮区暗区两个区域，分别在亮区暗区安装照度传感器，照度传感器与发送控制模块连接，可根据传感器状态发送不同指令，控制教室两个区的照明电路灯光开闭。每个教室可在配电箱或墙壁开关内安装照明接收器，每个接收器可控制两个回路灯光，每个回路允许的最大电流2. 5A ～ 6A ( 如接入继电器可控制更大电流)。多个教室可以为一个区， 同一区发射器和接收器使用同一个用户码，接收器指令只接收同一用户码的发射器指令。教室内的墙壁开关可安装在接收器之后， 在接收器开始供电后，墙壁开关控制室内灯光打开关闭。
由于同侧教室采光具有相同性，以任一个教室两个区采集的光照数据作为同侧教室照明电路的控制参数，控制同侧同区教室的灯光开闭。
[1] [2]
