ZigBee技術在室內照明控制系統(tǒng)的應用研究.pdf

1、照明控制系統(tǒng)作為建筑系統(tǒng)中的子系統(tǒng),同人們日常生活的聯(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。在能源問題日益嚴重的今天,如何降低能耗,提高生活環(huán)境的舒適度,實現(xiàn)對室內照明系統(tǒng)的智能控制成為大家日益關注的的焦點。ZigBee技術是無線通信技術領域最新的也是最具有發(fā)展前景的技術,而且與其他無線技術相比,傳輸距離遠,能夠組建大的網絡,價格比較低,整體功耗也相對較低。為了解決解決傳統(tǒng)室內照明控制系統(tǒng)高成本

2、、高能耗、管理維護困難、靈活性差和不能擴展等問題,將ZigBee技術引入到室內照明控制系統(tǒng),能夠解決傳統(tǒng)照明系統(tǒng)存在的問題。
　　通過對室內照明控制系統(tǒng)背景和意義的分析,以及國內外照明控制系統(tǒng)的發(fā)展情況的比較,闡述了ZigBee技術在室內照明控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢。設計了系統(tǒng)的總體方案,提出了GPRS無線網絡與ZigBee技術結合的照明控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)的整體結構分為5個部分:客戶端界面、服務器、集中控制器、燈節(jié)點、手持遙控器。系統(tǒng)的基本

3、工作原理是:PC客戶端軟件通過設定IP地址和網絡端口號,與指定的服務器相連接;GPRS無線模塊由STM32單片機控制,STM32單片機通過各種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服務器;STM32單片機將接受到的GPRS消息通過串口經ZigBee協(xié)調器轉發(fā),在同一網絡上的ZigBee終端燈節(jié)點接收到來自協(xié)調器的指令,并執(zhí)行相應的命令控制和狀態(tài)返回,相應的終端節(jié)點的消息也能夠由協(xié)調器經STM32轉發(fā)到G

4、PRS模塊;手持遙控器將按鍵值經ZigBee協(xié)調器轉發(fā)來控制相應的終端燈節(jié)點。
　　ZigBee技術是本論文的研究重點,通過對ZigBee技術的了解和分析,對ZigBee技術進行了軟硬件的設計。系統(tǒng)主要通過ZigBee的自組無線網絡,可以實現(xiàn)對大樓內每一盞燈的監(jiān)控,以及各種數(shù)據(jù)的采集。主要包括了四個ZigBee模塊:協(xié)調器、路由器、終端節(jié)點、手持遙控。協(xié)調器是整個無線網絡的核心,主要負責網絡的建立、維護以及與STM32進行串口通信

5、;路由器能夠完成消息的傳遞、實現(xiàn)對單燈的開關控制和PWM調光控制以及電流和光照強度檢測;終端節(jié)點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光,能夠增進整個系統(tǒng)的靈活性。在論文里將詳細介紹每個ZigBee模塊的硬件設計與軟件設計。
　　在該系統(tǒng)的測試實驗中,主要從通訊距離、接收過程的丟包率、電流采樣、PWM波控制等進行測試,對實驗數(shù)據(jù)進行了對比和分析,結果表明本設計與傳統(tǒng)的室內照明