第五章 應用
5.1 室內燈光回饋控制
5.1.1 實作開發流程
在實驗室中共分為八塊區域(Zone1~Zone8),每塊區域都預先安裝了調光器,是以 Lite-Puter 公司開發可以接收 RS485 控制訊號的前端燈光控制系統(Lighting Control System)來控制調光器,並使用 Crossbow 公司的 Micaz 佈置無線感測網路,透過 UPnP 代理伺服器來取得光感測數值。
利用2.1.2的Intel Tool產生三個UPnP裝置:
z 低層裝置—與實際硬體配備溝通 z 中層裝置—控制低層裝置所有功能 z UPnP 控制點—控制所有中層裝置
而UPnP控制點,即是3.2.1的UPnP控制點模組。並將控制點模組的功能及裝置,加入 到 3.2.5的控制資料庫中,並在偵測到裝置變化的時候,實作對應的事件觸發機制。
接下來我們加入了WF技術,首先是完成3.2.2的事件處理模組,根據不同的功能加入了 五項事件:
z Discovery Event—調光器新加入到網路中 z Removal Event—調光器從網路中移出
z Sense Event—光感測器接收到環境中光亮度改變 z Dimming Event—使用者對於調光器亮度的改變
z Automation Event—使用者決定是否啟動自動反應服務
接著在WF技術中設計3.2.3的服務工作流程,首先開始啟動UPnP控制點來偵測裝置。在 調光器裝置進入網路後,服務工作流程使用4.2動態配置運作工作流程的時候,我們根據 了圖 24的區域來對每個調光器裝置配置對應的流程,每個區域有其對應的調光器、光 感測器以及運作工作流程。
室內燈光回饋控制系統是一個即時反應系統,其運作流程如圖 25。在每個運作工作流 程內,系統首先都會接收到由光感測器送出的環境光亮值,其數值只會傳入與光感測器 在相同區域的流程。接收到未經處理的光數值後,進行的感測演算法(Sense Algorithm) 來取得平衡的區域光亮值,再經由控制演算法(Control Algorithm)決定最後欲控制的調光 器數值,交由UPnP控制點傳給調光器進行控制。
圖 25: Reactive System 運作流程
對於在燈光回饋系統內的演算法說明如下:
z 感測演算法(Sense Algorithm)—由於在佈置無線網路光感測器時,在一個區域 內會佈置不只一個的感測器,而這些感測器與燈光的距離並不一定相同,在物 理意義上這些感測器不能依照平分的計算來決定最後平衡的光亮度,而必須根 據感測演算法來決定。
z 控制演算法(Control Algorithm)—室內燈光回饋控制系統主要是利用外界環境 既有的亮度,與燈光給予的亮度兩者進行室內燈光亮度的調整,當外界環境亮 度很亮的時候,可以根據控制演算法使得調光器亮度數值不用很高,就可以讓 整個室內環境達到使用者所設定的光平衡狀態。
室內燈光回饋控制系統除了使用Intel Tool中的Device Spy進行控制以外,也可以實 作3.2.4的調控介面模組(Configuration Interface Module)[圖 26]來完成,其控制模組的內 容說明如下:
z Location—當調光器加入到網路中,控制項可以選擇目前有調光器的區域來進 行操控
z Automation—針對選擇好的調光器來決定是否開啟自動調整燈光模式 z Level—直接決定環境中的燈光數值
z Color—顯示調光器目前的亮度
圖 26: 調控介面模組實作