目前，在我國各大城市地標性建筑物的夜景立面照明中，已開始大量運用節能、響應快、色彩艷麗的LED光源，除節能外，從夜景效果來看，可控制性強。變化豐富是LED光源與傳統光源的最大區別。因此，開發先進、可靠的控制系統成為發揮LED光源優勢的關鍵。

從國內的應用狀況來看，目前市場多采用兩種控制方式：內控與外控，應用還主要集中在簡單的色彩變換上。因此，采用兩種控制方式的LED項目與采用傳統光源的項目相比，都存在同一個問題：照明效果的固定性。這種現象與LED產品的長壽命、多色彩、高響應度等特點相違背，不利于發揮LED的優勢，嚴重影響了LED的推廣。因此，我們以為，設計開發新型的控制方式，使LED夜景畫面可隨時更新，將極大地推動LED產業的發展。

筆者通過對國家新材料行業生產力促進中心于2005實施的課題《半導體照明應用示范工程》中新型“LED燈光控制系統”的簡要介紹，對該系統在設計過程中所涉及到的若干問題進行討論，并從系統構架設計、通信協議設計、軟件構架設計三個方面重點討論此模式的特點及設計要點。

2 系統構架設計

LED智能燈光控制系統是基于RS－485通信技術的現場總線，通過自定義通信協議在總線上外掛各類型控制器，并由主控統一管理的主從式總線型照明控制系統。它包括主控層、通信層、及LED燈具層，系統層次結構如下表所示。

其中，主控層負責效果編輯、分析、存儲、數據打包分配，從照明效果參數的設定和修改，到數據的查詢，實現對LED燈具的管理；通信層通過自制定的通信協議與LED燈具層及主控層進行通信，完成數據拆包、校驗、數據再分配等多步驟的數據處理；LED燈具層由N個燈具組成，核心為Inter C51單片機組成的數據處理系統。系統拓撲結構如圖1所示。

通過工控PC機上的控制軟件，并利用主、從站的MCS-51類型的單片機作為通信控制器。三層之間通過RS－485現場總線進行物理鏈路連接，通過由主站線程調度實現從站輪巡時間取得劃分，實現在特定時間片內主到燈具XX之間的點對點通信。

3 通信協議設計

通信協議的設計是系統設計的關鍵性問題，其信息幀的格式設計、鏈路建立方式、校驗方法等設計都影響到系統的實時性與可靠性。下面就地址識別、幀設計、數據包設計、以及通信鏈路過程四個關鍵方面進行討論。

3.1 地址識別

地址識別可以采用數據包過濾的軟件識別或采用特定硬件地址識別。地址識別方法的確定和軟件識別算法的設計，將嚴重影響系統的正確性和可靠性。兩種方法的選用，取決于系統的實時性要求和系統采用的硬件結構。

本系統中所采用的MCS-51處理器專門為多機通信設計了一個專用SM2位，為此可以利用硬件識別，實現基于地址/數據幀的多機通信。

3.2 數據幀的設計

本系統中按照以下格式發送。前8位為起始字節，接著為地址字節，接著為命令/數據字節，校驗字節，最后為停止字節。

此系統中的數據幀分為三部分：廣播幀、地址幀。數據幀。廣播幀是主控發給所有從控的信息幀，其實也可以歸納到地址幀內，但此時地址為廣播地址，主要用于系統參數設置，時鐘同步時用于檢測計算延時等；地址幀的設計是用于地址識別和應答，一個主控可控制255個類別控制器，一個類別控制器又可以驅動255個LED燈具。數據幀主要是完成命令傳送，參數傳輸等功能。