基于无线智能信息处理的地铁站LED照明节能控制系统设计与开发(5)
LED灯的光源采用低压直流供电，具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点。LED 灯不仅文护成本低，与高压钠灯相比，还可节电 60%以上。
2.2 LED照明监控系统的整体结构
由于LED照明监控系统比较复杂，而且在监控时还要采集照明亮度，电流等参数。所以采用在LED照明灯控制器内部对参数进行采集，使用现有的GSM网络对数据进行长距离传送，在监控中心采用VB软件编程对数据进行接收，再通过人工判断使用手机短信的形式进行长距离遥控处理的方案。
LED照明无线监控系统主要是由三个部分组成的[2]：（1）数据信息监控处理中心，就是指负责监控的计算机以及显示参数数据的软件设备；（2）数据通信的通道；（3）终端控制系统，此系统中为LED终端控制器。终端控制器主要负责采集数据与信号和与上级通信的模块，其中数据采集模块由DSP和各信号采集电路构成，实现对电流、照明亮度等参数的数据采集；与上一层通信模块是由GSM模块TC35组成的，可以实现数据的长距离无线传输；监控软件是通过监控中心计算机的VB软件编成，可以对接收到的数据进行实时的显示和保存，以便于工作人员进行分析。工作人员可以通过短信的方式对LED照明灯发送动作指令，降低LED照明灯的亮度，达到节能的目的。
2.2.1 终端控制系统
终端控制系统的主要功能是采集由传感器传来的电流和照明亮度的参数信息；根据预先设定的参数极限，发出不同的控制信号；与监控中心通过传输信道进行通信，传输被测量信息，并接收中心站的命令。进行数据采集时作为系统中一个独立的工作站，这时RTU可以完成连锁控制、前馈控制、PID控制等工业上常用的控制调节功能；进行通信时作为一个远程数据通讯单元，完成或响应控制中心的通讯和控制任务[4]。
本项目中的终端控制系统为以C51单片机为核心处理器的智能控制器，能够实现稳定的运算和控制，保证整个系统的稳定运行。为了保持采集数据的精确性，需要进行高频率的数据采集，同时对数据进行复杂运算处理，以得到准确的数据。而以C51单片机模块强大的运算功能，完全可能胜任。其主要功能为：
（1）采集电流与照明亮度的数据。根据以上对LED照明控制系统的分析和介绍可以知道，要确定某个时刻的工作状态，需要采集一下几个数据信息：1、电流信息，通过电流信息可以了解到LED照明灯的工作情况，是否是在正常工作，灯泡是否有损坏等一系列的情况；2、照明亮度，LED照明灯的亮度直接关系到时节能的效果，所以在一些不是客流高峰的时候应该适当的减少LED照明灯等额亮度，达到节能的效果，为了更加准确的收集到LED照明灯的理想照明亮度，就需要时刻收集照明亮度的数据，以便于工作人员可以在第一时间进行动作。
数据采集过程当中由于各种干扰以及环境等因素的影响，可能会出现有些数据误差过大。为了提高数据采集的精度，需要对数据进行优化处理。本系统中采用复合滤波的数字滤波方法对采集数据进行优化处理。这种方式是中值法和算术平均值法的结合。具体方法是对每个数据量进行多次采样，然后按大小排列，去掉最大值和最小值，再把剩下的值加起来取平均值。这种方法具有中值和算术平均值滤波的优点，可以去掉脉冲干扰和单个突发干扰。
（2）远程遥控动作指令。当在监控中心的工作人员观察到一组数据不正常时，工作人员会在第一时间通过手机短消息的方式发送指令，使LED照明灯完成开关控制或者调节照明亮度的控制。