0 引言
随着科技发展和人们对生活品质的追求越来越高,人们对建筑照明系统提出了新的要求,在满足基本照明需求基础上,还要求控制智能化、操作简单化、节能高效化的要求,传统的灯具照明已经无法满足人们的需求,智能照明由此应运而生。目前智能照明领域主流的通信技术包括KNX、DALI、C-bus、电力载波等有线通信技术,Wifi、ZigBee、Bluetooth、Z-wave、LoRa 等无线通信技术。有限通信技术比无
线通信技术更可靠和安全,但是布线繁琐、施工困难,一小部分模块损坏可能影响系统的整体运转,扩展移动性也比较差。而无线通信技术具有全自动组网、连接方便、随身控制、操作方便、拓展性强等诸多优点。在智能家居照明中,WiFi、ZigBee、LoRa 等无线通信技术成为主角。
1 三种无线通信技术比较
Wifi 在智能照明发展初期,因为普及率较高,又有无需网关的优点,但其功耗高、节点少,比较适用于单品和少数灯具,并不适用于大范围的智能照明,后期增长乏力。Lora 无线传输具有低功耗,传输距离远等优势,LoRa 模块成本低,易于建设和部署,但随着LoRa 设备和网络部署的增多,其相互之间会出现一定的频谱干扰。ZigBee 具有高保密性、强稳定性、低功耗、强大的组网能力,低成本的优势,是目前风头最劲、最受关注的无线通信技术,它适用于商业、工业、家居、道路照明等众多领域。
2 ZigBee 无线智能照明系统组成
本文介绍以ZigBee 无线传输组网的智能照明系统,智
能照明系统由移动控制端、无线路由器、ZigBee 网关和终端节点组成,如图1所示。
图1  智能照明系统组成
ZigBee 网络有三种网络拓扑结构:星型结构、树状结构和网状结构,星型拓扑网络结构包括一个协调器和多个终端,没有路由。本项目主要针对家庭智能照明,距离比较近,终端节点比较少,所以采用星型网络。图1中右侧有多个ZigBee 终端节点,每个ZigBee 终端节点通过LED 驱动和调光电路可以接入若干个LED 灯,并可实现独立控制。ZigBee 终端节点通过ZigBee 网关接入到局域网或者互联网,可ZigBee ZigBee 联网。灯了。微服务网关设计
Keywords: intelligent lighting ;wireless communication ;ZigBee
图3  ZigBee 协调器程序流程图
图3中,系统初始化在协议栈的ZMain.c 文件中完成,主要完成时钟初始化、系统定时器配置,芯片各硬件初始化,Flash 存储初始化,形成节点MAC 地址、初始化mac 层、应用框架层以及初始化操作系统等操作。组建网络由协调器发起。在Zstack 中,网络组网是从ZDApp_Init 函数开始的,具体的执行流程为:Main()->osal_init_system()->osalIn-itTasks()->ZDApp_Init()。初始化完成后进行信道扫描,以递增的方式对所测量的能量值进行信道排序,选择可允许能量水平的信道并标注这些信道是可用信道。最后设置网络ID,在到合适的信道后,协调器将为网络选定一个网络标
图4  手机APP 各页面设计
如图4为APP 各控制界面,在APP 首页登录路由器的IP 和端口号,连接到路由器。第1张图为主页面,主页面显示了所有终端节点,点击对应的图标进入到第2张图和第3张图等的页面进行对应控制,在该页面点击灯的图标可以打开或者关闭LED 灯,在打开状态下可以拖动亮度调节下的滑块调节亮度,拖动温调节下的滑块调节温。另外如果手动开关对灯进行控制时,灯图标的状态也会随着开关的变化而变亮或者灭。
5 结束语
随着近几年智能照明系统的普及,ZigBee 以其具有高保密性、强稳定性、低功耗、强大的组网能力而在无线智能照明系统中异军突起。本文利用ZigBee 技术设计了室内智能照
明系统,提高了照明智能化,也节省了电能。测试表明,本系统工作稳定,具有良好的发展前景。
参考文献
[1]傅晓明,柴广跃等.基于ZigBee 的LED 照明定位应用研
究[J].半导体照明技术与应用,2017.5(32-41).
[2]魏东,玉士蒙等.基于ZigBee 的地下车库照明系统开发[J].
计算机工程与设计,2018.04(1185-1189).
[3]江治国.基于ZigBee 技术的高校教室照明控制系统设计
[J].机械电子与信息科学研究,2018.4(30-36).
[4]李光耀,王利等.基于ZigBee 的智能照明系统研究与设
计[J].照明工程学报,2016.3(1-6,60).

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198,我们将在24小时内删除。