基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能照明系統(tǒng)

鄭小奔

摘要：為了降低家庭照明的能耗以及提高生活的便捷度，設(shè)計了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)置了無人模式、睡眠模式、自動模式，用戶可通過微信公眾號語音選擇模式以及手動控制，也可以由系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)智能進(jìn)行選擇與控制，利用PWM技術(shù)對燈的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)具有成本低、功耗低、易維護(hù)等特點。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；ZigBee；云服務(wù)；微信控制；數(shù)據(jù)庫

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）25-0140-02

能源使用在當(dāng)今社會已經(jīng)變得越來越嚴(yán)峻，全世界都提倡節(jié)能環(huán)保。同時，人們需求的提升與科技的發(fā)展，智能家居、家庭自動化逐漸完善且變得越來越有市場。因此，照明技術(shù)與智能家居相結(jié)合，于是出現(xiàn)智能照明系統(tǒng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

本文提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明系統(tǒng)，以ZigBee技術(shù)組成一個家庭范圍內(nèi)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)，終端節(jié)點上帶有光照傳感器與人體紅外感應(yīng)器，能夠監(jiān)測家庭內(nèi)人的活動與光照度，采集到的數(shù)據(jù)通過Adruino+ENJ網(wǎng)關(guān)發(fā)送到構(gòu)建的新浪云平臺上。用戶可以通過微信接入新浪云平臺，發(fā)送語音、文字及選擇按鈕去控制家里的LED燈亮度。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

1.1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)采用ZigBee技術(shù)，協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點自動組成星型網(wǎng)進(jìn)行通信，移動終端（手機、平板電腦以及個人電腦）通過登錄微信息即可進(jìn)入控制界面。如圖1所示：

1.2系統(tǒng)的功能

本系統(tǒng)主要分為：1）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；2）網(wǎng)關(guān)；3）云平臺；主要功能為：1）能夠用微信進(jìn)行語音控制；2）在微信菜單可手動地設(shè)置模式；3）設(shè)置手動模式、睡眠模式、自動模式。睡眠模式下，LED燈會慢慢變暗直至熄滅，自動模式下可自動根據(jù)家庭場景來調(diào)節(jié)亮度?？梢愿鶕?jù)場景的變化智能選擇模式使得照明系統(tǒng)變得更加智能化。

2 硬件設(shè)計

2.1 節(jié)點硬件設(shè)計

終端節(jié)點由CC2530與人體紅外感器、光照傳感器、PWM調(diào)光模塊組成。CC2530通過IIC通信協(xié)議控制光照傳感器數(shù)字獲取實時的光照值，再發(fā)送到協(xié)調(diào)器節(jié)點，人體紅外感應(yīng)

圖3 調(diào)光模塊

器為開關(guān)型傳感器。CC2530通過光藕來控制LED，利用PWM調(diào)光。示意圖如圖2所示。

2.2 調(diào)光模塊硬件設(shè)計

CC2530輸出PWM信號給光耦PC817，使PC817導(dǎo)通并傳遞高電平給三極管，三極管TIP41C導(dǎo)通， 形成回路使LED得到12V電壓。PC817與TIP41C的響應(yīng)時間極短，所以可以作為PWM調(diào)光的器件。硬件如圖3所示。

2.3 網(wǎng)關(guān)模塊硬件設(shè)計

網(wǎng)關(guān)使用的硬件是arduino和ENC28J60，并且在IDE arduino下編程實現(xiàn)所需功能。ENC28J60連接網(wǎng)絡(luò)需要用到函數(shù)ether.begin（），ether.dhcpSetup（）和ether.staticSetup（）

3 軟件設(shè)計

系統(tǒng)實現(xiàn)ZigBee星形網(wǎng)絡(luò)，協(xié)調(diào)器能夠接收微信云平臺的命令控制終端節(jié)點，并將狀態(tài)值反饋給云平臺，記錄在數(shù)據(jù)庫中。自動模式下，終端節(jié)點通過傳感器采集數(shù)據(jù)，根據(jù)場景自動控制PWM進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)。在無人模式下，關(guān)閉PWM。在睡眠模式下，控制PWM逐漸地降低亮度。軟件設(shè)計圖如圖4。

4 顯示界面

進(jìn)入微信客戶端，可以進(jìn)行控制?？梢杂谜Z音與按鈕選擇控制。

5 結(jié)論

本文實現(xiàn)了一個智能化照明系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有低功耗，低成本，結(jié)構(gòu)簡單，智能化等優(yōu)點，能夠長時間穩(wěn)定地工作，具有很高的應(yīng)用價值

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