目前，在我国各大城市地标性建筑物的夜景立面照明中，已开始大量运用节能、响应快、色彩艳丽的LED光源，除节能外，从夜景效果来看，可控制性强。变化丰富是LED光源与传统光源的最大区别。因此，开发先进、可靠的控制系统成为发挥LED光源优势的关键。

从国内的应用状况来看，目前市场多采用两种控制方式：内控与外控，应用还主要集中在简单的色彩变换上。因此，采用两种控制方式的LED项目与采用传统光源的项目相比，都存在同一个问题：照明效果的固定性。这种现象与LED产品的长寿命、多色彩、高响应度等特点相违背，不利于发挥LED的优势，严重影响了LED的推广。因此，我们以为，设计开发新型的控制方式，使LED夜景画面可随时更新，将极大地推动LED产业的发展。

笔者通过对国家新材料行业生产力促进中心于2005实施的课题《半导体照明应用示范工程》中新型“LED灯光控制系统”的简要介绍，对该系统在设计过程中所涉及到的若干问题进行讨论，并从系统构架设计、通信协议设计、软件构架设计三个方面重点讨论此模式的特点及设计要点。

2 系统构架设计

LED智能灯光控制系统是基于RS－485通信技术的现场总线，通过自定义通信协议在总线上外挂各类型控制器，并由主控统一管理的主从式总线型照明控制系统。它包括主控层、通信层、及LED灯具层，系统层次结构如下表所示。

其中，主控层负责效果编辑、分析、存储、数据打包分配，从照明效果参数的设定和修改，到数据的查询，实现对LED灯具的管理；通信层通过自制定的通信协议与LED灯具层及主控层进行通信，完成数据拆包、校验、数据再分配等多步骤的数据处理；LED灯具层由N个灯具组成，核心为Inter C51单片机组成的数据处理系统。系统拓扑结构如图1所示。

通过工控PC机上的控制软件，并利用主、从站的MCS-51类型的单片机作为通信控制器。三层之间通过RS－485现场总线进行物理链路连接，通过由主站线程调度实现从站轮巡时间取得划分，实现在特定时间片内主到灯具XX之间的点对点通信。

3 通信协议设计

通信协议的设计是系统设计的关键性问题，其信息帧的格式设计、链路建立方式、校验方法等设计都影响到系统的实时性与可靠性。下面就地址识别、帧设计、数据包设计、以及通信链路过程四个关键方面进行讨论。

3.1 地址识别

地址识别可以采用数据包过滤的软件识别或采用特定硬件地址识别。地址识别方法的确定和软件识别算法的设计，将严重影响系统的正确性和可靠性。两种方法的选用，取决于系统的实时性要求和系统采用的硬件结构。

本系统中所采用的MCS-51处理器专门为多机通信设计了一个专用SM2位，为此可以利用硬件识别，实现基于地址/数据帧的多机通信。

3.2 数据帧的设计

本系统中按照以下格式发送。前8位为起始字节，接着为地址字节，接着为命令/数据字节，校验字节，最后为停止字节。

此系统中的数据帧分为三部分：广播帧、地址帧。数据帧。广播帧是主控发给所有从控的信息帧，其实也可以归纳到地址帧内，但此时地址为广播地址，主要用于系统参数设置，时钟同步时用于检测计算延时等；地址帧的设计是用于地址识别和应答，一个主控可控制255个类别控制器，一个类别控制器又可以驱动255个LED灯具。数据帧主要是完成命令传送，参数传输等功能。