基于ZigBee的智能LED照明系统研究

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照明设备在人类日常生活与工作中是必不可少的。近年来,随着能源危机的日益加剧,节约照明用电逐渐受到重视,智能照明系统应运而生。目前,智能照明系统多采用专用总线传输脉冲调制信号,存在布线复杂、维护成本高、系统灵活性及扩展性差等问题,且随着家居照明设备的增加,这些问题越发严重。因此本文采用ZigBee无线网络技术进行智能照明系统设计,系统具有无需布线、操作简单、可任意添加移除照明设备的特点。   本文所设计的基于ZigBee的智能照明系统采用LED作为照明光源,可实现对其亮度、工作时间的控制,同时在室内光照条件不同的情况下,LED可根据光检测元件采集的工作面光照度信息自动调节亮度,保证照明区域工作面光照度的恒定。系统采用TI公司的CC2430作为开发主芯片,以芯片内部集成的增强型8051为控制器,实现了对照明区域环境光照度的采集及对LED亮度的调节;通过CC2430射频部分实现了对控制指令及采集信息的无线收发;在ZigBee2006协议栈基础上,完成了系统相关协议层文件的修改与移植,实现了系统网络的组建,制定了符合该协议栈标准的数据通信协议,采用VisualBasic语言设计了人机交互界面,用户可通过键盘输入实现对系统的控制。   最后搭建测试平台,分别对网络节点组网、节点通信距离、误码率,实际环境下的系统功能进行了测试。测试结果表明节点组网灵活可靠,室内环境下节点在60米通信距离内可保证传输误码率低于0.2%,普通恒照度调光误差为±9%,精确恒照度调光误差为±2%。该无线智能照明系统的设计避免了布线困扰,同时对照明设备的智能控制,使得系统在满足用户基本亮度需求的基础上,有效降低了能源消耗。
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