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1、2021基于物联网技术的智能照明系统-科技论文物联网智能照明系统解决方案基于物联网技术的智能照明系统-科技论文物联网智能照明系统解决方案 基于物联网技术的智能照明系统-科技论文能源使用在当今社会已经变得越来越严峻,全世界都提倡节能环保。同时,人们需求的提升与科技的发展,智能家居、家庭自动化逐渐完善且变得越来越有市场。因此,照明技术与智能家居相结合,于是出现智能照明系统,具有广阔的应用前景。 本文提出一种基于物联网的智能照明系统,以ZigBee技术组成一个家庭范围内的无线传感网络,终端节点上带有光照传感器与人体红外感应器,能够监测家庭内人的活动与光照度,采集到的数据通过Adruino+ENJ网关
2、发送到构建的新浪云平台上。用户可以通过微信接入新浪云平台,发送语音、文字及选择按钮去控制家里的LED灯亮度。 1 系统总体结构 1.1系统的结构 本系统采用ZigBee技术,协调器与终端节点自动组成星型网进行通信,移动终端(手机、平板电脑以及个人电脑)通过登录微信息即可进入控制界面。如图1所示: 1.2系统的功能 本系统主要分为:1)无线传感器网络;2)网关;3)云平台;主要功能为:1)能够用微信进行语音控制;2)在微信菜单可手动地设置模式;3)设置手动模式、睡眠模式、自动模式。睡眠模式下,LED灯会慢慢变暗直至熄灭,自动模式下可自动根据家庭场景来调节亮度。可以根据场景的变化智能选择模式使得照
3、明系统变得更加智能化。 2 硬件设计 2.1 节点硬件设计 终端节点由CC2530与人体红外感器、光照传感器、PWM调光模块组成。CC2530通过IIC通信协议控制光照传感器数字获取实时的光照值,再发送到协调器节点,人体红外感应 图3 调光模块 器为开关型传感器。CC2530通过光藕来控制LED,利用PWM调光。示意图如图2所示。 2.2 调光模块硬件设计 CC2530输出PWM信号给光耦PC817,使PC817导通并传递高电平给三极管,三极管TIP41C导通, 形成回路使LED得到12V电压。PC817与TIP41C的响应时间极短,所以可以作为PWM调光的器件。硬件如图3所示。 2.3 网关
4、模块硬件设计 网关使用的硬件是arduino和ENC28J60,并且在IDE arduino下编程实现所需功能。ENC28J60连接网络需要用到函数ether.begin(),ether.dhcpSetup和ether.staticSetup() 3 软件设计 系统实现ZigBee星形网络,协调器能够接收微信云平台的命令控制终端节点,并将状态值反馈给云平台,记录在数据库中。自动模式下,终端节点通过传感器采集数据,根据场景自动控制PWM进行亮度调节。在无人模式下,关闭PWM。在睡眠模式下,控制PWM逐渐地降低亮度。软件设计图如图4。 4 显示界面 进入微信客户端,可以进行控制。可以用语音与按钮选
5、择控制。 5 结论 本文实现了一个智能化照明系统。该系统具有低功耗,低成本,结构简单,智能化等优点,能够长时间稳定地工作,具有很高的应用价值 参考文献: 1 王小强, 欧阳骏, 黄宁淋. ZigBee无线传感器网络设计与实现M. 北京:化学工业出版社,2012. 2 李文促,段朝玉.ZigBee2007/PRO协议栈实验与实践M.北京:北京航空航空大学出版社,2009. 3 夏立方,蔡娇,赵升,等.基于ZigBee技术的智能无线调光系统设计J.电子测量技术,2013,36(10):109-114 4 李智,涂亮,孙先松.基于ZigBee技术的智能照明系统设计J. 物联网技术,2012(4):29-31 5 徐勇,奕晓明,王丹.基于ZigBee技术的智能照明系统设计J.国外电子测量技术,2010,29(1):42-45 第 4 页 共 4 页