精品_基于ZigBee技术的智能照明系统设计设计精品技术智能照明系统照明系统

　　内容提示：科技资讯２０１３ Ｎ Ｏ ． ３２ＳＣＩＥ Ｎ ＣＥ ＆ Ｔ Ｅ ＣＨ Ｎ Ｏ ＬＯ Ｇ Ｙ ＩＮ ＦＯ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ ＩＯ Ｎ高 新 技 术３ 科技资讯 ＳＣＩＥＮ ＣＥ ＆ Ｔ ＥＣＨ Ｎ Ｏ ＬＯ Ｇ Ｙ ＩＮ ＦＯ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ ＩＯ Ｎ为 了 满 足 人 们 在 工 作 或 者 生 活 过 程中， 对于照明环境的不同需要， 可以根据时间不同、 照明区域不同、 室内 外亮度变化等情况， 智 能照明 控制 可以对于照明 设备进行呢自 动控制 。 一方面能够满足持续发展的要求， 达到良好的节能效果， 能一定程度的改善照明质量和效果； 另 一方面， 在大范围的照明 领域， ＬＥ Ｄ 往往由 于具有寿命长、体积小和绿树环保的 特点， 而应用 越来越广泛。 本文主要就ＺｉｇＢｅｅ无线网络通信技术标准在ＬＥＤ 智 能照明 控制系统中应用...

　　科技资讯２０１３ Ｎ Ｏ ． ３２ＳＣＩＥ Ｎ ＣＥ ＆ Ｔ Ｅ ＣＨ Ｎ Ｏ ＬＯ Ｇ Ｙ ＩＮ ＦＯ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ ＩＯ Ｎ高 新 技 术３ 科技资讯 ＳＣＩＥＮ ＣＥ ＆ Ｔ ＥＣＨ Ｎ Ｏ ＬＯ Ｇ Ｙ ＩＮ ＦＯ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ ＩＯ Ｎ为 了 满 足 人 们 在 工 作 或 者 生 活 过 程中， 对于照明环境的不同需要， 可以根据时间不同、 照明区域不同、 室内 外亮度变化等情况， 智 能照明 控制 可以对于照明 设备进行呢自 动控制 。 一方面能够满足持续发展的要求， 达到良好的节能效果， 能一定程度的改善照明质量和效果； 另 一方面， 在大范围的照明 领域， ＬＥ Ｄ 往往由 于具有寿命长、体积小和绿树环保的 特点， 而应用 越来越广泛。 本文主要就ＺｉｇＢｅｅ无线网络通信技术标准在ＬＥＤ 智 能照明 控制系统中应用 问题进行分析， 提出 一种 能 够满足温 度－色调自 适应调整及恒照度的ＬＥＤ 智能照明 功能。１ Ｌ Ｅ Ｄ 与照明控制结合分析为实现对于灯光亮度的调节或是进行相关的 实时控制 等问题， 在相关的 电力 载波通讯技术、 无线通信技术、 计算机技术以及电器控制 技术的 影响下， 照明 控制能够实现个性化和区域化控制照明场景。 其中，为了满足响应速度快、 数字调光等要求， 系统一般采用 总线控制 方式。 数字调节往往用 在具有数字调光整流器的荧光灯或卤素灯方面， 以满足环境照度调节和区域内 灯具组合调光的要求， 另外， 色温调节在不同色温的荧光灯中表现手法存在比较单一的情 况。 环 境 光 色 的 调 节 在ＲＧＢ混光ＬＥＤ技术影 响 下， 实 现已 经 成为 可能 ， 且较为 方便 。 其 中 ， 一 般 采 用 数 字 化 的 ＰＷ Ｍ 占 空 比调 节方式进行ＬＥＤ 调 节。 此系 统构建较为简单， 与其它 数字系 统的 通讯功能较为容易 实现， 通过留 在驱动器上的 数字接口 即可实现。通过选择合适的 系 统拓扑结构， 以及其灵活性 与艺术性 ， 这些 都是ＬＥＤ 与照 明控制 结合的 关键点 所在。 ＬＥＤ照 明 往往具有系统规模较大、 通信信道较多且节点数目 也较多的特点， 还要求较高的 系 统响应速度。 主从结构的 控制 方 式为 ＲＳ４８５总 线控制， 这在目 前的 照明 控制 系统中经常采用 ， 通过定时巡查 和 主从应 答方 式， 控制器能 够 进行 传 感器探 测 值查 询 或 者控 制指 令 的 发 出 。 为 了 商 家 更 好 定 义 系 统 通讯， 在ＲＳ４８５中 ， 一般往往仅规定物 理层。在每 个ＬＥＤ灯 具 内 置 一 片 Ｍ ＣＵ 控 制 ， 这在照 明 控 制 中 经 常 出 现 ， 同 时 还 应 该 利 用Ｒ Ｓ４８５接口 芯片 去连接到 总 线上。 对于工程应用 配置来说， 因 为应用 层标准不太同意， 尽管存在简 单可靠 的 工 作方 式， 但是依然不方便使用 。基于Ｄ Ａ Ｌ Ｉ总线的控制方式则是另 外一种应用 较为广泛的 情况， 通过系统内 节点进行编址， 满足灵活分组不同 照明 单元的多种组合方式， 其中， 由指令和地址kb体育官方网站 kb体育登录组合而成数据信号， １６种照明场景可以进行设定，具有比较好的兼容性、 稳定性和可靠性。 但是， 在每个Ｄ Ａ ＬＩ网 络过程中 ， 一般不超过６４个， 因此， 不太适用于大规模照明场合应用 。 另 外， 刷新速度较慢情况在ＤＡ ＬＩ系统中 存在， 从而影响ＬＥ Ｄ 的表现能力 。ＤＭ Ｘ５１２协 议 在 ＬＥＤ控 制 领 域 应 用 较为广泛， 此协议一kb体育官方网站 kb体育登录般单位为帧， 由 同步头和５１２个字节组成每帧数据， 其中， 数据发送和接收按照Ｅ ＩＡ４８５标准的串 行方式， 数据传输能力往往可以达到２５０ Ｋ Ｂｉｔ／ｓ。 系统应 用 规模比 较大， 传输速度也比 较快， 因此， 在户 外ＬＥＤ 景观照 明 和 舞台 灯 光 中 应用较多， 但单向传输模式是该协议弱点， 灯具信息或外部传感器信号无法被系统所接受， 这样相关的 室内 照明 的 智 能化要求就不能满足。２ 基于Ｚ ｉｇ ｂ ｅ ｅ网络的智能控制系统分析在室内 照明 中， Ｚｉｇｂｅｅ无线通讯的 分布式拓扑结构能够满足系统工作需要。 其中， 家居、 酒店、 商业照明 等多种室内 照明场所中， ２． ４ Ｇ Ｈ ｚ无线频段为工作频率， 可以 最多 同 时容纳 高 达６万多 个节 点 ， 控制范围超过１万米。 由 于Ｚｉｇｂｅｅ具有自 组织、低功耗和方便定位优点， 在进行照明 控制网 络组建， 以及构建无线传感器方面具有一定优势。中央控制器控制的星型网络结构在系统中采用 ， 终端控制 器和无线传感器包括在中央控制器中。 在灯具的供电线路中， 可以对于终端控制 器进行串 联操作， 完成对接 ＬＥＤ灯 具 的 ＰＷ Ｍ 调 光 输 入 与 ＰＷ Ｍ 调 光输出 ， 这样， ＬＥ Ｄ 灯具的照度就可以进行平滑调 节， 以 及完 成普通灯 具的 开关控制 。Ａ Ｃ２２０Ｖ 和 普通干电 池可以 对于无线传感器供电， 实时采集数据在一定的要求下， 能够通过Ａ Ｃ２２０Ｖ 供电的无线传感器完成， 还具有把数据反馈到 中 央控制 器的 功能； 定时采集数据则是由 普通干电池供电的无线传感器完成， 同 样能够进行数据反馈到 中央控制器。反馈信息的处理和照明 场景的设置都是由 中 央控制 器完成的， 无线传感器数据能够通过无线网 络收集， 在一定的 算法计算下， 将采集的 数据根据各个终端控制 器的 调节指令， 指令参数通过网 络大送到 相关的 终端控制 器。 区别于终端控制 器和无线传感器， 相关简单的 控制 操作还能利 用手持式无线控制器进行。无线通讯模块都配备在无线传感器和各终端控制器中， 低速率、 协议简单、 低功耗则是Ｚ ｉｇｂｅｅ模块的特点。无线模块成本较低， 是因 为对控制 芯片要求不高的 相对比较简单的 协议所致， 一般传输速度最大为２５０ Ｋ ｂ／ｓ， 能 够满足照 明 控制 的 应用 场合。 无线传感器具有功耗低特点， 普通干电池供电大约能使用 六个月 到 两年时间 ， 在Ａ Ｃ２２０Ｖ 供电的 终端摔控制 器以 及无线 Ｗ ， 则较为适用 于室内 各无线节点工作和节能方面应用 。在控制 方面， 为 了 更好提高用 户 的 舒适性感受， 通过合理的系统配置得以实现，通过无人体感应模块、 线传感器的 光色模块、 照 度模块等与ＬＥＤ技术的 相 互结合可以满足要求。 在相关模糊控制 理论的 指导下， 通过检测外界照度和人员流动分析， 对于灯具的调节程度能进行自 动计算， 同时，还能自 动调光实现恒熙度照明 得以实现，通过把调节命令发送给相关终端控制 器，基于 Ｚｉｇｂｅｅ技术的智能照明系统设计①高 芹（ 湖北理工学院计算机学院湖北黄石４３５００３）摘 要： 本文主要分析在照明智能控制的情况下对于室内Ｌ Ｅ Ｄ 照明的效果分析， 详细探讨了Ｚ ｉｇｂｅｅ通讯技术对照明智能控制系统的作用，还提出相关的硬件电路组成， 希望对于今后类似的设计具有一定帮助。关键词： Ｌ Ｅ Ｄ 智能照明 Ｚ ｉｇｂｅｅ中图 分类号： Ｔ Ｍ ９２３文献标识码： Ａ文章编号： １６７２－ ３７９１（ ２０１３） １１（ ｂ） － ０００３－ ０２①基金项目 ： 湖北理工学院校级科研项目 （ 项目 编号： １２ｘｊｚ４１Ｑ ） 。作者简介： 高芹（ １９８０） ， 女， 湖北荆州人， 讲师， 硕士， 计算机嵌入式方向。（ 下转 ５ 页）