LED灯饰监测控制一体化平台设计

【摘要】LED具有亮度高、耗电量低、排布灵活等优点,被广泛应用在城市景观照明以及为政府、企业提供良好的信息发布平台。由于LED灯饰幕墙多安装在城市标志性大楼外立面、桥梁等处,其恶劣多变的露天工作环境,导致LED灯管老化漏水,烧毁LED灯管,甚至酿成严重火灾；同时LED灯饰受到安装位置限制,存在检修不便,维护成本高等问题。因此,开展LED灯饰工作状态监测与预警控制方面的研究具有重要的学术价值与现实社会意义,项目得到了广州市科技型中小企业技术创新专项(2013J4400210)资助。本文从驱动控制、终端信息侦测和高速数据传输等方面入手进行创新,基于ARM硬件平台与无线传输技术,研究开发新型的LED灯饰监测控制一体化平台。论文的研究工作主要包括：(1)提出了面向传感检测机制的LED一体化控制器的总体框架。一体化控制器包含视频控制模块、网络控制模块以及传感监测模块。视频控制模块主要负责视频文件的格式解码以及灯管数据的输出；网络控制模块负责网络驱动和服务器功能,提供用户设备的网络接入；传感监测模块主要进行烟雾、电流、温湿度等参数的检测,同时针对可能因传感器数据波动而引发的误判,引入了平滑算法,对传感器数据历史值作卷积处理,以增加预警机制的可靠性。(2)进行了嵌入式系统平台的搭建,包括bootloader移植、操作系统内核剪裁、文件系统移植等工作,使得控制器在操作系统的统一调度下处理多个并发任务。移植SD卡读写功能,并利用基于单总线的TM1804LED锁存器实现视频文件解码输出,所用的布线数量是传统SPI总线的四分之一,有效简化了应用中的工程实施,同时,该控制器能实现1024像素*8路的不规则视频流输出,能满足较为复杂图型动画输出的需要。(3)完成对以太网网卡以及WIFI无线网卡的驱动移植工作,并引入WIFI网络热点释放设计,提供特殊条件下用户设备的无线接入,在试验中,控制器能达到100米以上的传输距离,摆脱传统控制器需依赖现成网络的缺点。另外,在网络系统框架下,设计了一个基于网络页面的交互控制结构,利用HTML及其表单传输实现用户界面的布置和数据信息的传输,B/S架构的交互模式具有更强的泛用性能,用户设备在无需安装任何客户端的情况下即可实现与控制器的数据交互。在CGI技术的支持下,系统能很好地完成了用户层指令和底层传感器数据的交互和传递。
【作者】吴廷瑞；
【导师】文元美；
【作者基本信息】广东工业大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】LED控制器；网络；WIFI热点；视频控制；传感监测；

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