基于Neuron C的灯光控制程序设计

摘 要：本文从实用的角度，以灯光控制为切入点，简要介绍了Neuron C编程语言的应用，探讨了LonWorks在智能楼宇中的应用，旨在给读者在照明设计、Neuron C编程等方面研究提供一些参考。

关键词：Neuron C；网络变量；灯光控制

1、LonWorks与Neuron C概述

LonWorks控制网络是当前最为流行、通信能力较强的一种现场总线，它由美国Echelon公司推出并与Motorola、Toshiba公司共同倡导而形成。该技术包括Echelon公司设计的神经元芯片（内嵌装有LonTalk协议的固件）及相应的收发器、路由器、网络管理工具及开发系统等。①

应用层的软件可在NodeBuilder或LonBuilder开发系统下，采用一种专门的Neuron C编程语言，针对具体控制对象的要求编写应用层的程序代码，然后经过编译再与通信协议代码连接并生成完整的目标代码，一起下载到智能节点的存储器中。②Neuron C以ANSI C为基础，专门为神经元芯片而设计，针对LonWorks环境增加了特定的对象集合及访问这些对象的内部资源，它是开发LonWorks应用程序的强有力工具。

2、我国照明发展现状

随着我国城市化水平的不断提高，能源短缺及环境问题日益突出，节能减排成为了社会的焦点。据统计，我国能源供求紧张主要表现在电力上，而我国电能总消耗量的1/6用于照明。智能化照明控制系统，能够提高系统的管理效率，实现绿色照明、节能照明。③

人们离开办公室或房屋时，时常会由于各种原因忘记关灯，长此以往，会浪费大量的能源。要知道，在我国西部的贫困地区，有些孩子由于家里开不起电灯，只能点着油灯写作业。而我国的发电厂以火电为主，燃煤造成的环境污染已经侵蚀了不少地区的蓝天。总之，人走关灯的习惯养成迫在眉睫。

LonWorks技术可以监测家里或者办公室电灯的开关状态，如忘记关闭了，可以及时提醒，并通过手机APP或电脑上的远程监测平台实施远程控制，关闭电灯，节约能源。下面，以生活中常用的几种灯光开关的智能控制方式为例，体现LonWorks技术在灯光控制中的应用，通过Neuron C编程语言实行控制。

3、灯光的简单智能控制

3.1 一个开关控制一盏本地的灯

（1）控制要求

如图1-1所示，开关Button与灯LED相连，二者均处于离线状态，通过给定Button值，控制灯LED的亮灭。

图1-1

图1-2

（2）控制原理

如图1-2所示，开关Button通过与之相连的Neuron芯片IO_4接口输出ioButton值，通过与灯LED相连的Neuron芯片IO_0接口输入，给灯LED提供控制信号。

（3）控制程序

#pragma enable_io_pullups

#define LED_ON 1

#define LED_OFF 0

#define BUTTON_DOWN 1

#define BUTTON_UP 0

IO_0 output bit ioLED=LED_OFF；

IO_4 input bit ioButton=BUTTON_UP；

when（io_changes（ioButton） to BUTTON_DOWN）

{ io_out（ioLED，（ ioButton ！=BUTTON_UP）？LED_ON：LED_OFF）； }

3.2 一个开关控制一盏总线上的灯

（1）控制要求

如图2-1所示，开关Button与灯LED通过LonWorks总线相连，由开关Button提供控制值，通过LonWorks总线传递给灯LED，远程控制灯LED的亮灭。

图2-1

图2-2

（2）控制原理

如图2-2所示，开关Button通过与之相连的Neuron芯片IO_4接口向LonWorks总线输出开关网络变量nv_switch，转化为灯网络变量nv_lamp，通过与灯LED相连的Neuron芯片IO_0接口输入，给灯LED提供控制信号。

（3）控制程序

开关节点

#pragma enable_io_pullups

#include

network output SNVT_lev_disc nv_switch=ST_OFF；

#define BUTTON_DOWN 1

#define BUTTON_UP 0

IO_4 input bit ioButton=BUTTON_UP；

when（io_changes（ioButton） to BUTTON_DOWN）

{ nv_switch=（nv_switch！=ST_OFF）？ST_OFF：ST_ON； }

灯节点

#include

network input SNVT_lev_disc nv_lamp=ST_ON；

#define LED_ON 1

#define LED_OFF 0

IO_0 output bit ioLED=LED_OFF；

when（nv_update_occurs（nv_lamp））

{ io_out（ioLED，（ nv_lamp ！=ST_OFF）？LED_ON：LED_OFF）； }

4、灯光的综合智能控制

本部分只提供核心控制语句，完整的程序读者可根据上述两个例子进行补充。

4.1 一个本地、一个总线上的开关并联控制一盏灯

（1）控制要求

如图3-1所示，开关Button1与LonWorks总线相连，开关Button2通过灯LED连接到LonWorks总线上，通过总线上的开关Button1或本地的开关Button2实现对灯LED亮灭的控制。

图3-1

图3-2

（2）控制原理

如图3-2所示，开关Button1通过与之相连的Neuron芯片IO_4接口向LonWorks总线输出开关网络变量nv_switch，转化为灯网络变量nv_lamp；开关Button2通过与之相连的Neuron芯片IO_5接口输出控制量ioButton2，与灯LED相连的Neuron芯片IO_0接口接收灯网络变量nv_lamp和开关控制量ioButton2，给灯LED提供控制信号。

（3）控制程序

IO_0 output bit ioLED=LED_OFF；

IO_4 input bit ioButton1=BUTTON_UP；

IO_5 input bit ioButton2=BUTTON_UP；

when（nv_update_occurs（nv_lamp））

{ io_out（ioLED，（ nv_lamp ！=ST_OFF）？LED_ON：LED_OFF）； }

when（（io_changes（ioButton1） to BUTTON_DOWN）||（io_changes（ioButton2） to BUTTON_DOWN））

{ if（（io_changes（ioButton1） to BUTTON_DOWN）&& ！（io_changes（ioButton2） to BUTTON_DOWN））

nv_switch=（nv_switch！=ST_OFF）？ST_OFF：ST_ON；

else

if（！ （io_changes（ioButton1） to BUTTON_DOWN）&& （io_changes（ioButton2） to BUTTON_DOWN））

io_out（ioLED，（ ioButton2！=BUTTON_UP）？LED_ON：LED_OFF）； }

4.2 一个开关分别控制一盏总线上、一盏本地的灯

（1）控制要求

如图4-1所示，开关Button与灯LED1相连，并通过LonWorks总线与灯LED2相连，通过开关Button同时实现对本地的灯LED1与网络上的灯LED2亮灭的控制。

图4-1

图4-2

（2）控制原理

如图4-2所示，开关Button通过与之相连的Neuron芯片IO_4接口向LonWorks总线输出开关网络变量nv_switch，转化为灯网络变量nv_lamp，由与灯LED1相连的Neuron芯片IO_0接口输入，远程控制灯LED1的亮灭。同时，开关Button通过与之相连的Neuron芯片IO_4接口输出开关控制量ioButton，由与灯LED2相连的Neuron芯片IO_1接口输入，控制灯LED2的亮灭。

（3）控制程序

IO_0 output bit ioLED1=LED_OFF；

IO_1 output bit ioLED2=LED_OFF；

IO_4 input bit ioButton=BUTTON_UP；

when（io_changes（ioButton） to BUTTON_DOWN）

{ io_out（ioLED2，（ ioButton！=BUTTON_UP）？LED_ON：LED_OFF）；

nv_switch=（nv_switch！=ST_OFF）？ST_OFF：ST_ON； }

when（nv_update_occurs（nv_lamp1））

{ io_out（ioLED1，（nv_lamp1！=ST_OFF）？LED_ON：LED_OFF）； }

参考文献

[1]张云贵，王丽娜，张声勇.LonWorks总线系统设计与应用[J].中国电力出版社，2010

[2]高安邦，杨帅，陈俊生等.LonWorks技术原理与应用[J].机械工业出版社，2009

[3]胡力勤.浅谈Mini EVK在地下停车库照明节能中的应用[J].计算机时代，2013（4）

[4]高安邦，孙杜文，单洪等.LonWorks技术开发和应用[J].机械工业出版社，2009

[5]凌志浩，翁瑞琴，周振环.Neuron C语言的若干新特征及其应用[J].微计算机应用，1999

[6]Neuron C Reference Guide 2.0[J].Echelon

[7]Neuron C Programmer’s Guide 2.0[J].Echelon