03 марта 2016г.
Аннотация.
В статье рассматриваются перспективные области применения программного обеспечения, предназначенного для управления осветительной установкой на основе светодиодных источников света, и объясняется выбор NILabVIEW в качестве среды разработки для данного программного обеспечения.
Ключевые слова: осветительная установка, интенсивность освещения, «умный дом», LabVIEW.
В современном мире все чаще появляются задачи создания систем управления освещением, которые предоставляли бы эффективное управление энергией в различных областях жизнедеятельности человека. Такие системы должны обладать достаточно простым и понятным механизмом управления и предоставлять пользователю максимальным комфорт.
Предполагается разработка программного обеспечения, которое будет использоваться для управления осветительными установками, основанными на светодиодных источниках света. В частности для управления интенсивностью искусственного освещения. Такое программное обеспечение может иметь очень широкое применение. Наиболее перспективным является его использование в цеху по выращиванию домашней птицы, где очень важным критерием для успешного выращивания птиц является поддержание определенного уровня освещенности, характерного для конкретного времени суток и времени года. Также возможно применение данного программного обеспечения в различных тепличных хозяйствах, где тоже важно иметь возможность изменять интенсивность освещения в зависимости от времени суток. Но на этом область применения данного программного обеспечения не заканчивается. Его можно применять для управления уличным освещением, что поможет снизить затраты на электроэнергию и техническое обслуживание, так как предполагается удаленное управление. В данном случае возможно добавление в программу графической визуализации для представления производительности и экономии электроэнергии. В любом офисном помещении присутствует естественное и искусственное освещение. Возможно применение данных алгоритмов для изменения интенсивности искусственного освещения, в зависимости от интенсивности естественного. Например, в солнечный день, в полдень, искусственное освещение не требуется, и поэтому либо отключается совсем, либо интенсивность освещения понижается до требуемой величины. Такой подход существенно снизит затраты на электроэнергию.
Сейчас очень популярным стало такое направление разработки, как «SmartHome», что в переводе означает «Умный дом». Технология «SmartHome» - это интеллектуальная информационная система, предполагающая разработку различных гаджетов и девайсов для управления и обеспечения автоматической и согласованной работы всех систем жизнеобеспечения и безопасности. Такая система самостоятельно распознает изменения в помещении и реагирует на них соответствующим образом. Основной особенностью такой технологии является объединение отдельных подсистем и устройств в единый комплекс, управляемый при помощи автоматики. Основные подсистемы — это подсистема управления системами безопасности, подсистема управления микроклиматом и подсистема управления освещением. Нас в первую очередь интересует подсистема управления освещением. Разрабатываемое программное обеспечение вполне может подойти для такого управления. Возможно как полностью автоматическое, так и автоматизированное использование.
Разработку программного обеспечения для управления осветительной установкой предполагается производить в среде графического программирования NILabVIEW (National Instruments Laboratory Virtual Instruments Engineering Workbench). LabVIEW позволяет существенно снизить временные затраты на разработку программного обеспечения по сравнению с текстовыми языками программирования. Процесс разработки ПО в LabVIEW заключается в создании программного кода, который в достаточной степени похож на алгоритм. Такое представление кода, разрабатываемой программы, имеет высокий уровень наглядности, что существенно позволяет упростить процесс разработки ПО.
Выбор LabVIEW в качестве среды разработки обусловлен рядом преимуществ перед другими, схожими по функционалу, средствами программирования (программа моделирования Matlab с использованием библиотек Simulink, SCADA, PROTEUS и другие):
-интуитивно понятный пользователю процесс графической разработки приложений;
-встроенные функции для измерения сигналов, управление приборами и устройствами, обработки результатов измерений, генерации отчетов, передачи данных по сети;
- интеграция с широким спектром оборудования, включая платы сбора данных USB/PCI/PCI Express, промышленные контроллеры, системы на базе ПЛИС, беспроводные системы сбора данных, модульное измерительное оборудование PXI, системы машинного зрения, приводы;
- программирование и управление приборами сторонних производителей по стандартным интерфейсам USB, RS-232/485, GRIB, Ethernet;
- возможность подключения внешнего кода, написанного на других языках программирования. Стоит отметить еще несколько важных особенностей NILabVIEW, которые повлияли на ее выбор:
- LabVIEW является многоплатформенной средой которая совместима со многими операционными системами такими как Windows, MacOS, Linux, Solaris и т.д.. В LabVIEW можно создавать приложения на одной системе, а потом экспортировать на другую при этом в них практически ничего не меняется.
- В LabVIEW есть возможности подключения к локальной сети или к сети Internet. В ней используется протокол DataSocket для передачи данных, быстрого доступа к виртуальным прибором на других компьютерах и взаимодействия с базами другой программы на удаленном сервере. С помощью InternetToolkit можно работать с ftp серверами.
-LabVIEW хорошо взаимодействует с различными базами данных посредством DatabaseConnectivityToolkit (MySQL, MSAccess и другие).
Важно отметить, что компиляция в среде разработки LabVIEW, в отличии от других сред программирования, происходит «на лету» - в любой момент разработки программа всегда готова к запуску.
В итоге, простота создаваемых графических конструкций, наглядность и читаемость созданных программ, возможность подключения кода, написанного на других языках программирования и интеграция с широким спектром оборудования – все это заставляет отдать предпочтение среде разработки программного обеспечения NILabVIEW.
Список литературы
1. Беспалов Н.Н., Ильин М.В., Пьянзин И.И. Использование LabVIEW для разработки программного обеспечения системы управления осветительной установки [Электронный ресурс] // Электроника и информационные технологии. – 2010. – № 1. – Режим доступа: http://fetmag.mrsu.ru/2010- 1/pdf/Lighting_Control_System.pdf
2. Крюченко Д.Н. Анализ систем моделирования электротехнических устройств [Электронный ресурс].– Режим доступа: http://www.sworld.com.ua/konfer31/316.pdf
3. Степанов К.В., Федосова Л.О. Использование робототехнической платформы NILabVIEWRoboticsStarterKit в учебном процессе // Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева – 2014. – № 5(107). – С. 289.
