ZigBee技術(shù)在室內(nèi)照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究.pdf

1、照明控制系統(tǒng)作為建筑系統(tǒng)中的子系統(tǒng),同人們?nèi)粘Ｉ畹穆?lián)系也越來越緊密,它不僅直接影響人們生活環(huán)境的舒適度,而且也是電力能源的消耗大戶。在能源問題日益嚴(yán)重的今天,如何降低能耗,提高生活環(huán)境的舒適度,實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)照明系統(tǒng)的智能控制成為大家日益關(guān)注的的焦點(diǎn)。ZigBee技術(shù)是無線通信技術(shù)領(lǐng)域最新的也是最具有發(fā)展前景的技術(shù),而且與其他無線技術(shù)相比,傳輸距離遠(yuǎn),能夠組建大的網(wǎng)絡(luò),價(jià)格比較低,整體功耗也相對(duì)較低。為了解決解決傳統(tǒng)室內(nèi)照明控制系統(tǒng)高成本

2、、高能耗、管理維護(hù)困難、靈活性差和不能擴(kuò)展等問題,將ZigBee技術(shù)引入到室內(nèi)照明控制系統(tǒng),能夠解決傳統(tǒng)照明系統(tǒng)存在的問題。
　　通過對(duì)室內(nèi)照明控制系統(tǒng)背景和意義的分析,以及國內(nèi)外照明控制系統(tǒng)的發(fā)展情況的比較,闡述了ZigBee技術(shù)在室內(nèi)照明控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)。設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體方案,提出了GPRS無線網(wǎng)絡(luò)與ZigBee技術(shù)結(jié)合的照明控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)分為5個(gè)部分:客戶端界面、服務(wù)器、集中控制器、燈節(jié)點(diǎn)、手持遙控器。系統(tǒng)的基本

3、工作原理是:PC客戶端軟件通過設(shè)定IP地址和網(wǎng)絡(luò)端口號(hào),與指定的服務(wù)器相連接;GPRS無線模塊由STM32單片機(jī)控制,STM32單片機(jī)通過各種AT指令配置GPRS模塊,使得GPRS模塊能夠與PC端客戶端軟件共用一個(gè)服務(wù)器;STM32單片機(jī)將接受到的GPRS消息通過串口經(jīng)ZigBee協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā),在同一網(wǎng)絡(luò)上的ZigBee終端燈節(jié)點(diǎn)接收到來自協(xié)調(diào)器的指令,并執(zhí)行相應(yīng)的命令控制和狀態(tài)返回,相應(yīng)的終端節(jié)點(diǎn)的消息也能夠由協(xié)調(diào)器經(jīng)STM32轉(zhuǎn)發(fā)到G

4、PRS模塊;手持遙控器將按鍵值經(jīng)ZigBee協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā)來控制相應(yīng)的終端燈節(jié)點(diǎn)。
　　ZigBee技術(shù)是本論文的研究重點(diǎn),通過對(duì)ZigBee技術(shù)的了解和分析,對(duì)ZigBee技術(shù)進(jìn)行了軟硬件的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)主要通過ZigBee的自組無線網(wǎng)絡(luò),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大樓內(nèi)每一盞燈的監(jiān)控,以及各種數(shù)據(jù)的采集。主要包括了四個(gè)ZigBee模塊:協(xié)調(diào)器、路由器、終端節(jié)點(diǎn)、手持遙控。協(xié)調(diào)器是整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的核心,主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的建立、維護(hù)以及與STM32進(jìn)行串口通信

5、;路由器能夠完成消息的傳遞、實(shí)現(xiàn)對(duì)單燈的開關(guān)控制和PWM調(diào)光控制以及電流和光照強(qiáng)度檢測(cè);終端節(jié)點(diǎn)的作用與路由器相似,只是不具備路由器的消息傳遞功能;手持遙控主要通過4×4按鍵控制燈的開光和調(diào)光,能夠增進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)的靈活性。在論文里將詳細(xì)介紹每個(gè)ZigBee模塊的硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)。
　　在該系統(tǒng)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)中,主要從通訊距離、接收過程的丟包率、電流采樣、PWM波控制等進(jìn)行測(cè)試,對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比和分析,結(jié)果表明本設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的室內(nèi)照明