基于ZigBee技术的智能照明控制系统设计.pdf

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1、函经验交流基于ZigBee技术的智能照明控制系统设计木唐惠玲刘汉瑞·何圣华z(1．广东工业大学物理与光电工程学院2．广东省自动化研究所)摘要：针对目前室内传统照明存在电能浪费、布线麻烦、系统安装成本高等问题，设计一种智能LED照明控制系统。系统采用ZigBee技术进行无线通信，LED驱动电源选用TNY268P开关电源芯片，主控模块负责整个系统的协调工作，红外采集模块和光照度采集模块负责向主控模块发送采集数据。主控模块可以通过手动模式或自动模式无线通信远程的方式调节LED电流，达到调光及恒照度目的。本系统适用不同场合的LED智能照明，实现恒照度、区域照明、定时控制、人体感应自动照明、亮度调节

2、等功能。关键词：LED智能照明；ZigBee技术；无线通信系统由主控板、触摸屏、LCD液晶屏、BH17500引言照度传感器电路、热释电红外传感器电路、电流可控随着电子信息技术的飞速发展、人们生活水平的开关电源电路、LED灯具等组成，各模块之间采用显著提高及近年绿色环保意识的深入人心，智能照明ZigBee技术进行通信。系统可根据实际需要进行扩技术越来越来受到重视。传统照明系统由于浪费电展，灵活搭配，满足不同场所使用。例如可分区域照能、布线麻烦、功能单一等缺点，正逐渐被淘汰，智明，每个区域可配置不同数量的LED灯具等。能照明将取而代之。2硬件电路设计本文提出的智能LED照明控制系统以STM32

3、F103VET6微处理器为核心完成主控模块的设2．1主控模块计，利用ZigBee技术完成信息的无线传输与系统控主控模块是系统的核心，负责整个系统的协调工制，在LED照明系统中实现恒照度、区域照明、定作、处理数据及执行决策。STM32F103VET6是一款时控制、人体感应自动照明和亮度调节等智能照明功基于Cortex-M3内核的ARM处理器，是一种高性价能。比、高速、低功耗、外设丰富的MCUt¨。其突出的优越性可以满足本系统的控制需求，主控模块以l智能LED照明系统总体设计STM32F103VET6为核心进行设计，主控模块硬件结本系统采用模块化设计，智能照明系统软硬件框构如图2所示。图如图1

4、所示。圈圈触摸屏llBH1750照度传感器LCD液晶屏llZibBee发送模块FSMC——~sⅢ拿主控模块TM32F103VETZibBeeL~H：l热释电红外传感{ZibBee发送模块卤囱卤囱匡LED图1智能照明系统框图图2主控模块硬件结构40木基金项目：广东省中国科学院全面战略合作项目(2011B090300053)为便于操控及携带，主控模块采用卡片式设计并行电平检测，判断是否有人体活动存在。人体进出区利用锂电池为系统供电。在电源电路中用低压差线性域等活动信息通过CC2530发送，主控模块读取该信电源芯片AMS1117—3．3将锂电池的3．7V电压转换成息后进行开关和调节亮度等后续处理

5、。系统工作所需要的3-3V电压。当主电源掉电时，模2．3光照度采集模块块通过钮扣电池为RTC提供电源。3．5寸LCD液晶为了实珊『亘照度等功能，系统选用BH1750光照屏和电阻触摸屏用于显示及输入，为了提高LCD屏度传感器与ZigBee发送模块构成光照度采集模块，的刷屏速度，使用S1M32F103VET6所特有的FSMC该模块示意图如图4所示。光照度传感器BH1750配接口与LCD相连，SPI1接口则与电阻触摸屏相连。置I2C接口，用一片CC2530的10口P1．1、P1．2模Flash储存芯片M25P64用于存储字库、图片、配置拟i2c接口与BH1750进行通信来读取环境光照度值。文件等

6、信息，它通过SPI2与MCU相连。CC2530是环境光照度数值通过CC2530发送，主控模块读取该完全支持ZigBee2007协议的51内核单片机，采用值后将进行亮度的补偿或者降低等控制以实现叵照TI公司的Z—Stack协议栈进行开。CC2530模块通度照明。过UART与MCU相连，用于无线通信。蜂鸣器及LED则用于相关的操作提示。2．2红外采集模块为了实现人体感应自动照明、区域照明等功能，系统选用热释电红外传感器和ZigBee发送模块来组成红外采集模块，该模块结构如图3所示。图4光照度采集模块示意图2．4LED照明模块HB放IS大SO处00理1H1C模C块253。设计一个高效、可靠、智能

7、的照明模块是整个系fff统的重点。由于LED照明技术具有亮度高、使用寿L电源电路}_I命长、节能、绿色环保等显著优势l3】，所以本照明模块采用LED作为照明光源。照明模块由电流可控开图3红外采集模块示意图关电源、CC2530模块及LED灯具等组成，其中电流热释电红外传感器的输出信号经过BISS0001红可控开关电源是照明模块的核心，LED照明模块如外专用芯片放大处理后送到CC2530的10口P1．1进图5所示。350mA