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[摘 要]家用无线照明控制系统依靠无线通信以及WIFI网络通信进行设计，减少线路，安全方便，操作简单，主要是用到各种LED照明灯中开关的控制以及模式的变化，应用广泛。作为智能家居行业中的重要部分，无线照明控制与时俱进，利用51单片机技术，改善控制装置，并且采用继电器进行开关的控制。此外，用WIFI模块达到组建网络的效果。随后进行软件程序的编写以及测试，从而达到当今产业以及行业的需求。这对于家用无线照明控制系统是十分有必要的。
[关键词]无线通信；控制系统；LED照明
中图分类号：TM923.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0325-01
0 绪论
家用LED主要是作为照明使用，外形单一，操作简便，配置简单，主要是用到各种家用电器照明显示领域中实现生活照明和信号反馈，但是自动化操作程度较低，一般单个控制或是成片控制，不能实现用户的多种需求。日前，政府陆续发布了智能家居以及环保家居的有关计划。作为智能家居行业中的重要部分，无线照明控制与时俱进，利用51单片机技术，改善控制装置，并且采用继电器进行开关的控制。此外，用WIFI模块达到组建网络的效果。随后进行软件程序的编写以及测试，从而达到当今产业以及行业的需求。这对于家用无线照明控制系统是十分有必要的。
本文设计的家用无线照明控制系统选择适合的无线收发装置、继电器以及无线装置，利用单片机技术，WIFI模块，达到可控程度高、控制模式多、价格低廉的效果，用来实现家用LED个性化的用户体验，这对于创建智能家居具有积极意义。
1 系统结构设计
因为无线控制系统以无线收发装置为核心构件，通过布置各个LED照明灯作为节点，Wifi建立网络，一般采用半闭环控制系统来控制照明系统，价格低廉，可控性高。所以设计系统主要包括有LED照明灯，无线收发装置，手机终端，51单片机，继电器组成。
LED包括LED照明灯控制模块以及51单片机，主要进行无线开关信号的接收，便于控制LED灯的开关。WIFI模块实现与LED各个节点的联系，从而完成网络的构建，同时完成与手机终端的匹配。
所有装置安装完毕可以正常运行时，从手机终端发布控制命令，命令首先到达WIFI模块，随后通过无线收发装置达到单片机控制模块，之后控制装置通过对继电器的操作实现对LED照明灯的开关以及更多照明模式的启动。
2 硬件的选择以及相应的调试
2.1 LED照明灯
在家用照明系统中LED智能灯价格低廉，便于控制，易于形成网络，配置简单。在无线照明中采用一般的LED灯便可以达到控制简单，模式多样的效果。
LED灯主要是构建节点，从而与WIFI各个网络节点达到匹配，从而实现对照明的控制。其中匹配状态需要通过单片机的无线模块实现。
对于家用照明的控制来说，需要对LED的每个节点位置匹配相应的继电器，从而达到自然隔离控制。对于二者的匹配调试过程中，需要考虑电磁干扰以及墙壁隔离等情况，必须保证整个系统达到延迟小，响应快，自控性好的状态。
2.2无线收发装置
在家用照明系统中，无线收发装置是设计无线控制系统的核心部件。Zigbee无线装置进行收集信号，随后发出信号。若是采用电脑进行控制，需要通过串口对装置中模块参数进行设计。但是为了方便控制，本设计中采用手机终端进行控制，发出命令。此时对于无线传输装置的要求更高。对于配件来说，一般可以结合室内应用以及家庭障碍物的数目选择接收以及发送信号的天线，最终达到最好的传输效果。需要注意的是，无线传输装置的电源需要纹波系数较小，接口必须处于0或是低电平状态，否则将进入sleep模式。
2.3 手机终端
手机终端是用户用来进行操作控制家居照明的，一般需要设计较为简单的软件，保证用户可以快速简单达到一些复杂控制的效果，也就是说要保证其通用效果。目前的手机终端控制一般是采用TCP协议来进行通信，较为可靠。但是传输速率较低，需要得到进一步发展。
2.4 51单片机
单片机作为一个智能控制部件，是照明系统的主要执行部件。单片机的无线模块可以接受来自手机终端的命令，从而进行命令的执行，随后完成对照明系统的控制。51单片机集CPU、串口、无线传输等模块于一块开发板上，通过编写c程序，可以实现各种系统的控制以及命令的执行，进一步简化了家居照明系统。51单片机还在一定程度上降低了成本，减少了损耗，非工作状态下可以随时进入休眠。在本设计中，只要通过串口通信，就可以达到无线传输，从而进行控制操作。
此外，用WIFI模块达到组建网络的效果。随后进行软件程序的编写以及测试，达到可控程度高、控制模式多、价格低廉的效果，用来实现家用LED个性化的用户体验，这对于创建智能家居具有积极意义，进而达到当今产业以及行业的需求。这对于家用无线照明控制系统是十分有必要的。
2.5 继电器
作为智能家居行业中的重要部分，无线照明控制与时俱进，改善控制装置，并且采用继电器进行开关的控制。对于家用照明开关控制来说，需要对LED的每个节点位置匹配相应的继电器，从而达到自然隔离控制。
由于考虑到家居照明中产生的干扰信号，首先需要在继电器的周围安装有隔离装置，其次隔离装置与单片机模块进行串口接入，随后当隔离装置显示电磁干扰信号极低时，与继电器连接的元件导通，继电器内部随后通路，触发开关，导通照明线路，LED开始工作。但是，当隔离装置显示电磁干扰信号过大，严重干扰到无线信号接受以及发送时，与继电器连接的元件不进行工作，即并不发生导通情况，继电器内部也处于一种不导通的情况，开关无法触发，照明线路处于一种断路的情况，LED不工作。其中各隔离元器件对整个系统的信号准确性作出很大的提高。
继电器对整个系统的信号接收与发送精度有着十分重要的意义，所以在使用时需要注意以下事项：
（1）根据系统的设计情况，计算出继电器各部分的使用理论值，避免出现过负载的情况，导致继电器出现损坏，以至于导致系统控灯无法正常运行。
（2）在使用继电器之前，要对继电器进行测试，避免使用故障的元器件，尽可能避免出现性能失常的情况。由于家居照明的一个重要考虑因素是安全性能，所以务必定期检查，避免元器件损伤导致的各种意外伤害以及财产损失。
安装过程中，必须根据接线图进行接线。若是接线出错会导致各种失常的状况发生。
（3）使用继电器的过程中，要注意将充电部分采用隔离装置进行隔离，避免造成人身伤害。
（4）维修继电器的过程中，必须将各电源开关进行关闭，以免发生危险。
3 总结
设计完成后，将各部件安装完毕，开始调试。其中根据家居照明灯分布状态进行节点布置，包括墙壁阻挡以及电器干扰等模拟情况。将WIFI网络节点安装在固定位置，基本处于灯具节点的中心位置。在其他房间进行终端操作。通过测试分析整个系统的运行情况，进行准确有效的排除故障，从而保证控制系统设计合理有效，从而应用在无线智能家居领域。进行三次以上的试验，证明系统设计合理，可控性高，可以达到家用无线照明的控制需求。
这对于智能家居的飞速发展有着十分重要的意义。
[关键词]无线通信；控制系统；LED照明
中图分类号：TM923.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0325-01
0 绪论
家用LED主要是作为照明使用，外形单一，操作简便，配置简单，主要是用到各种家用电器照明显示领域中实现生活照明和信号反馈，但是自动化操作程度较低，一般单个控制或是成片控制，不能实现用户的多种需求。日前，政府陆续发布了智能家居以及环保家居的有关计划。作为智能家居行业中的重要部分，无线照明控制与时俱进，利用51单片机技术，改善控制装置，并且采用继电器进行开关的控制。此外，用WIFI模块达到组建网络的效果。随后进行软件程序的编写以及测试，从而达到当今产业以及行业的需求。这对于家用无线照明控制系统是十分有必要的。
本文设计的家用无线照明控制系统选择适合的无线收发装置、继电器以及无线装置，利用单片机技术，WIFI模块，达到可控程度高、控制模式多、价格低廉的效果，用来实现家用LED个性化的用户体验，这对于创建智能家居具有积极意义。
1 系统结构设计
因为无线控制系统以无线收发装置为核心构件，通过布置各个LED照明灯作为节点，Wifi建立网络，一般采用半闭环控制系统来控制照明系统，价格低廉，可控性高。所以设计系统主要包括有LED照明灯，无线收发装置，手机终端，51单片机，继电器组成。
LED包括LED照明灯控制模块以及51单片机，主要进行无线开关信号的接收，便于控制LED灯的开关。WIFI模块实现与LED各个节点的联系，从而完成网络的构建，同时完成与手机终端的匹配。
所有装置安装完毕可以正常运行时，从手机终端发布控制命令，命令首先到达WIFI模块，随后通过无线收发装置达到单片机控制模块，之后控制装置通过对继电器的操作实现对LED照明灯的开关以及更多照明模式的启动。
2 硬件的选择以及相应的调试
2.1 LED照明灯
在家用照明系统中LED智能灯价格低廉，便于控制，易于形成网络，配置简单。在无线照明中采用一般的LED灯便可以达到控制简单，模式多样的效果。
LED灯主要是构建节点，从而与WIFI各个网络节点达到匹配，从而实现对照明的控制。其中匹配状态需要通过单片机的无线模块实现。
对于家用照明的控制来说，需要对LED的每个节点位置匹配相应的继电器，从而达到自然隔离控制。对于二者的匹配调试过程中，需要考虑电磁干扰以及墙壁隔离等情况，必须保证整个系统达到延迟小，响应快，自控性好的状态。
2.2无线收发装置
在家用照明系统中，无线收发装置是设计无线控制系统的核心部件。Zigbee无线装置进行收集信号，随后发出信号。若是采用电脑进行控制，需要通过串口对装置中模块参数进行设计。但是为了方便控制，本设计中采用手机终端进行控制，发出命令。此时对于无线传输装置的要求更高。对于配件来说，一般可以结合室内应用以及家庭障碍物的数目选择接收以及发送信号的天线，最终达到最好的传输效果。需要注意的是，无线传输装置的电源需要纹波系数较小，接口必须处于0或是低电平状态，否则将进入sleep模式。
2.3 手机终端
手机终端是用户用来进行操作控制家居照明的，一般需要设计较为简单的软件，保证用户可以快速简单达到一些复杂控制的效果，也就是说要保证其通用效果。目前的手机终端控制一般是采用TCP协议来进行通信，较为可靠。但是传输速率较低，需要得到进一步发展。
2.4 51单片机
单片机作为一个智能控制部件，是照明系统的主要执行部件。单片机的无线模块可以接受来自手机终端的命令，从而进行命令的执行，随后完成对照明系统的控制。51单片机集CPU、串口、无线传输等模块于一块开发板上，通过编写c程序，可以实现各种系统的控制以及命令的执行，进一步简化了家居照明系统。51单片机还在一定程度上降低了成本，减少了损耗，非工作状态下可以随时进入休眠。在本设计中，只要通过串口通信，就可以达到无线传输，从而进行控制操作。
此外，用WIFI模块达到组建网络的效果。随后进行软件程序的编写以及测试，达到可控程度高、控制模式多、价格低廉的效果，用来实现家用LED个性化的用户体验，这对于创建智能家居具有积极意义，进而达到当今产业以及行业的需求。这对于家用无线照明控制系统是十分有必要的。
2.5 继电器
作为智能家居行业中的重要部分，无线照明控制与时俱进，改善控制装置，并且采用继电器进行开关的控制。对于家用照明开关控制来说，需要对LED的每个节点位置匹配相应的继电器，从而达到自然隔离控制。
由于考虑到家居照明中产生的干扰信号，首先需要在继电器的周围安装有隔离装置，其次隔离装置与单片机模块进行串口接入，随后当隔离装置显示电磁干扰信号极低时，与继电器连接的元件导通，继电器内部随后通路，触发开关，导通照明线路，LED开始工作。但是，当隔离装置显示电磁干扰信号过大，严重干扰到无线信号接受以及发送时，与继电器连接的元件不进行工作，即并不发生导通情况，继电器内部也处于一种不导通的情况，开关无法触发，照明线路处于一种断路的情况，LED不工作。其中各隔离元器件对整个系统的信号准确性作出很大的提高。
继电器对整个系统的信号接收与发送精度有着十分重要的意义，所以在使用时需要注意以下事项：
（1）根据系统的设计情况，计算出继电器各部分的使用理论值，避免出现过负载的情况，导致继电器出现损坏，以至于导致系统控灯无法正常运行。
（2）在使用继电器之前，要对继电器进行测试，避免使用故障的元器件，尽可能避免出现性能失常的情况。由于家居照明的一个重要考虑因素是安全性能，所以务必定期检查，避免元器件损伤导致的各种意外伤害以及财产损失。
安装过程中，必须根据接线图进行接线。若是接线出错会导致各种失常的状况发生。
（3）使用继电器的过程中，要注意将充电部分采用隔离装置进行隔离，避免造成人身伤害。
（4）维修继电器的过程中，必须将各电源开关进行关闭，以免发生危险。
3 总结
设计完成后，将各部件安装完毕，开始调试。其中根据家居照明灯分布状态进行节点布置，包括墙壁阻挡以及电器干扰等模拟情况。将WIFI网络节点安装在固定位置，基本处于灯具节点的中心位置。在其他房间进行终端操作。通过测试分析整个系统的运行情况，进行准确有效的排除故障，从而保证控制系统设计合理有效，从而应用在无线智能家居领域。进行三次以上的试验，证明系统设计合理，可控性高，可以达到家用无线照明的控制需求。
这对于智能家居的飞速发展有着十分重要的意义。