随着移动互联网与半导体技术的迅猛发展,人们对家居生活的网络化、智能化、节能化的需求越来越强烈,将家用电器、照明灯具、安防报警等模块通过无线网络集成到控制平台,实现智能控制和智能管理。智能照明系统是智能建筑与家庭自动化必不可少的子系统,针对布线繁琐、扩展性差、功能单一、人工管理、“长明灯”耗能严重等诸多缺陷,传统照明系统已无法满足现代人的生活与品质需求,在此背景下智能照明系统应运而生。LED与无线传感网络技术给照明系统“网络化、智能化、节能化”的数字家园带来了广阔的发展空间和应用前景。论文着重对智能照明控制系统进行了研究与设计,控制对象采用第四代光源LED灯具,并集成恒流驱动与PWM脉冲调光技术,完成256级PWM线性调光与调色温。控制策略采用ZigBee无线传感网络技术,并结合网状拓扑结构的ZigBee2007协议栈,实时采集LED照明现场的环境参数,CC2530芯片逻辑判断与智能分析后,实现智能调光、调色温、分组群控、情景模式等复杂功能。同时,论文对ZigBee路由算法也做了深入研究,提出了一种优化改进后的ZBR动态路由算法,NS2软件仿真结果表明综合性能显著增强。PC上位机实时显示照明现场的环境参数与异常报警,对LED智能照明系统进行集中控制与管理。本文的主要研究成果如下：1.以PT4115芯片为核心,设计了PWM脉冲恒流源驱动调光器,实现了LED的256级PWM线性智能调光与调色温,解决了LED传统驱动与调光器的效率低、耗能严重、色谱偏移、色温变动、无法精确调光、谐波干扰等难题。2.针对传统SMA天线占用空间大,设计了倒F型PCB天线,室内障碍空间通信距离可达30m以上,空旷无障碍空间可达100m以上。基于ZigBee与RF4CE的智能遥控标准,设计了ZigBee RF4CE遥控器,实现2.4G的ZigBee无线遥控,也兼容传统红外遥控,具有无方向性、穿透性强、双向通信等优势。3.设计了操作系统抽象层OSAL的调度程序,调用API接口函数实现对Z-Stack协议栈的总体开发,各层服务原语多达数百条,采用操作系统的思维与任务轮转查询机制完成多任务调度,避免紊乱,满足超低功耗标准。4.提出了优化改进后的ZBR动态路由算法,引进了邻居节点与邻居表,并对RREQ的传播半径与方向进行限制,预设节点最小剩余能量,解决Cluster-Tree和AODVjr等传统路由算法的分组洪泛、路由开销大、能量非均衡等难题。5.利用NS2软件搭建网络模型,对优化改进后的ZBR动态路由算法进行仿真验证,结果表明ZBR有效缩短平均延时,提高递交率,降低路由与能量开销,延长网络寿命。最后,进行真实环境的实验测试,结果表明系统正常且稳定。6.基于VC6.0平台开发的PC上位机快速实现与下位机的双向通信,对LED照明控制系统进行实时环境数据显示、异常报警与集中管理,克服了传统照明单一控制、管理落后和“长明灯”现象等诸多缺陷。该LED智能照明控制系统实现了“传感器实时采集,传感网络数据透传,遥控器精准控制,上位机集中管理”的设计目标,随着住户对照明品质的要求越来越高,在智能建筑、智能家居行业极具市场竞争力,应用前景广阔。