[发明专利]一种分布式照度同步测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及照度测量和无线通信技术领域，更具体地说，涉及一种分布式照度同步测量系统，利用传感器技术、ZigBee无线通信技术对照度进行测量、数据无线传输和处理的同步测量系统。

背景技术

照度是评价照明效果的重要指标。空间照度分布不随时间变化的环境为静态光环境，否则为动态光环境。如单纯使用电光源获得空间照明称为静态光环境，通过混合使用日光与电光源获得便是动态光环境。照明测量是为了检验照明设施所产生的照明效果与各照明设计标准以及设计要求的符合情况，进行各种照明设施的实际照明效果的比较。在测量的内容里最重要的就是照度测量，在一次测量中需要对多点的照度进行测量。根据照明测量方法的国家标准(GB/T5700-2008)的要求，一般将照明区域划分为矩形网格，网格形状以正方形为最宜，采用中心布点法或四角布点法进行测量。中心布点法的测量方法是在每个网格的中心进行测量；四角布点法的测量放法是在网格的交点处进行测量。

目前在照度测量中普遍采用的方法是使用照度计人工进行逐点测量。由于无法同时对所有测点的照度进行测量，对于要进行多点测量才能获得的整体照明指标，如照度均匀度等，采用传统的人工逐点测量方法无法在动态光环境中得到准确结果。传统的照度测量采用人工单点实测的方式，这种测量方式自动化程度低、测量的范围小，且不便于数据传输与应用。如果对大面积的照度进行测量，传统的照度测量方式需要逐点测量，不但存在测量误差还浪费大量的人力物力。在动态光环境中，照度是实时变化的，传统的照度测量方式已不适用。

无线传输数据的过程中都会存在时延，当进行无线传输时，第一个数据发送成功后，无线传输网络会马上进行信道检测，检测信道是否繁忙。如果信道空闲，会进行第二个数据的发送；如果信道繁忙，则第二个数据则需要等待发送，等信道空闲后再发送，会存在信道堵塞的情况。这是因为各个无线节点之间会存在干扰，影响数据发送的准确性和快速性。

发明内容

本发明可解决现有技术中照度测量无线传输数据的过程中存在时延，各个无线节点之间干扰，影响数据发送的准确性和快速性的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种分布式照度同步测量系统；

S1、建立测量系统

布置照度测量节点：将照明区域划分为矩形网格，采用中心布点法或四角布点法布置若干个所述照度测量节点；

设置协调器节点：所述协调器节点通过PC机的USB接口连接上位机，协调器节点自动建立网络，将所述各照度测量节点加入该网络后，形成分布式照度同步测量系统；

所述若干个照度测量节点加入所述协调器节点建立的网络后，构成了以所述协调器节点为中心的星状拓扑结构，采用一对多的通信模式。

S2、测量过程

所述上位机发送测量指令至所述协调器节点，所述协调器节点形成命令帧发送至所述各照度测量节点，所述各照度测量节点对照度进行同步测量；测量完成后，所述各照度测量节点将测得数据发送给所述协调器节点，所述协调器节点形成数据帧发送至所述上位机；

S3、数据处理

上位机接收所述协调器节点发送的数据帧后，对数据进行存储和分析，显示测量结果。

所述分布式照度同步测量系统系统采用无线网络通过协调器进行组网，照度测量节点加入网络，每个节点都有自己所对应的地址；所述照度测量节点由供电单元，测量单元，处理单元和通信单元组成；所述协调器节点通过串口将数据传送给上位机，上位机对数据进行存储、处理、分析和显示；协调器需要逐个发送命令给测量节点，协调器亦逐个接收各测量节点发回的数据，系统定义了上位机下行发送给照度测量节点的命令帧结构与照度测量节点上行发送给上位机的数据帧结构；节点按照帧编号依次发送数据，上位机处理软件以二维数组的形式组织所有节点测量的数据，其中该数组的第i行第j列的元素为节点i的第j个测量结果。

所述命令帧包含4个字节，第1字节存放帧类型；第2字节存放命令码0xAA表示“连续测量”，0xBB代表“单次测量”，0xCC表示“停止测量”；第3字节为采样间隔，对连续测量模式有效；第4字节为帧结束标志。

所述数据帧包含6个字节，第1字节存放帧类型；第2字节与第3字节存放照度传感器测量结果的高8位与低8位；第4字节为检测节点编号，用于区分检测节点；第5字节为数据帧编号，表示照度测量的顺序号，初值为0，每完成一次测量编号便加1，溢出后由程序清零，重新计数；第6字节为帧结束标志。