智能照明控制技術(shù)在樓宇自控系統(tǒng)的運(yùn)用

劉佳琪　高軍軍

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，照明系統(tǒng)的自動(dòng)控制也加入設(shè)計(jì)中，科學(xué)的照明環(huán)境和節(jié)能效果讓照明系統(tǒng)控制在樓宇的建設(shè)中，地位越來(lái)越重要文章就基于Zigbee技術(shù)對(duì)樓宇照明控制系統(tǒng)做簡(jiǎn)要的設(shè)計(jì)概括。

關(guān)鍵詞：智能照明；控制技術(shù)；樓宇自控系統(tǒng)；運(yùn)用

當(dāng)前，智能控制系統(tǒng)已廣泛地得到認(rèn)可并大量應(yīng)用到照明的各種場(chǎng)景，成為了照明領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，各類的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應(yīng)用不斷出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了高速率、智能化的照明控制。正確合理地選擇照明控制方式是實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、美化環(huán)境、提高管理水平的重要手段。

ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無(wú)線通訊技術(shù)主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。由于它的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用到樓宇照明控制系統(tǒng)有很強(qiáng)的實(shí)用性?；赯igbee技術(shù)的照明控制系統(tǒng)是把Zigbee的優(yōu)勢(shì)充分的應(yīng)用到實(shí)際中，是智能化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

一、樓宇智能照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（一）Zigbee系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在樓宇智能照明系統(tǒng)當(dāng)中，Zigbee系統(tǒng)的搭建，需要四個(gè)部分分工合作，共同協(xié)調(diào)包括：網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。主要輔助維護(hù)網(wǎng)絡(luò)通信的正常，它與核心處理器進(jìn)行雙向通信，可以收發(fā)數(shù)據(jù)信息，保證有效信息傳達(dá)到目的節(jié)點(diǎn)。

路由器。在通信距離比較遠(yuǎn)，線路條件比較差時(shí)，要安裝路由器，增強(qiáng)信號(hào)的強(qiáng)度，保證信號(hào)通信的覆蓋范圍。

終端。它的工作是根據(jù)傳感器或者紅外感應(yīng)，達(dá)到節(jié)電的作用，是省電設(shè)備。通過(guò)把感應(yīng)到的數(shù)據(jù)信息傳送給下一級(jí)，而達(dá)到被控制的目的。這個(gè)設(shè)備也可以雙向通信，把從子網(wǎng)中心獲得的控制消息再轉(zhuǎn)送同來(lái)

子網(wǎng)中心。這個(gè)設(shè)備直接安裝在燈具上，從而獲得感應(yīng)消息，通過(guò)格式轉(zhuǎn)換、控制處理等過(guò)程，把消息傳遞出去。

（二）Zigbee組網(wǎng)設(shè)計(jì)。在Zigbee的組網(wǎng)設(shè)計(jì)，與普通的局域網(wǎng)設(shè)置一樣，要考慮網(wǎng)絡(luò)地址分配和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Zigbee技術(shù)具有強(qiáng)大的自組網(wǎng)的能力，ZigBee大規(guī)模的組網(wǎng)能力一一侮個(gè)網(wǎng)絡(luò)65000個(gè)節(jié)點(diǎn)，而侮個(gè)藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)只有8個(gè)節(jié)點(diǎn)因?yàn)閆igBee底層采用了直擴(kuò)技術(shù)，如果采用非信標(biāo)模式，網(wǎng)絡(luò)可以擴(kuò)展得很大，因?yàn)椴恍柰蕉夜?jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)和重新加入網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程很J陜，一般可以做到1秒以內(nèi)，甚至更快。而它是基于IEEE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，所以有其負(fù)責(zé)對(duì)物理地址的維護(hù)、分配和管理。我們?cè)谶M(jìn)行地址分配時(shí)，要保證地質(zhì)的唯一性，避免重復(fù)造成的網(wǎng)絡(luò)沖突在組件網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)16位網(wǎng)路地址進(jìn)行自動(dòng)分配。

（三）Zibgee網(wǎng)絡(luò)通信。在Zibgee網(wǎng)絡(luò)通信中，需要在軟件編寫時(shí)注意三方面數(shù)據(jù)幀的設(shè)計(jì)：一是報(bào)警幀。它是保證照明控制系統(tǒng)正常的最直觀的反應(yīng)。當(dāng)有照明系統(tǒng)出現(xiàn)異常工作狀態(tài)時(shí)，這個(gè)報(bào)警幀就會(huì)把消息傳遞給相關(guān)節(jié)點(diǎn)。二是應(yīng)答幀。應(yīng)答幀可以根據(jù)需求，反應(yīng)出當(dāng)前照明系統(tǒng)工作狀態(tài)，具有查詢和反饋的功能。三是控制幀。控制幀當(dāng)中包含了控制參數(shù)、控制屬性和地址其中，控制參數(shù)和控制屬性類似于處理核心和控制終端的數(shù)據(jù)格式地址信息包含源地址和目標(biāo)地址，都是節(jié)點(diǎn)中的物理地址或組地址。

二、樓宇智能照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

（一）Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方法。在Zigbee節(jié)點(diǎn)中，包含了PCB繪制、原理圖設(shè)計(jì)、芯片選擇等。節(jié)點(diǎn)具有小體積、低成本等方面的要求，同時(shí)具有十分復(fù)雜的主要芯片電路，因此采用了雙層板的設(shè)計(jì)。在核心電路的設(shè)計(jì)中，包含了芯片選擇、原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)等工作在DA電路的設(shè)計(jì)當(dāng)中，包含了DA芯片的選擇、原理圖設(shè)計(jì)、射頻部分設(shè)計(jì)等工作。在軟件方面，系統(tǒng)采用的開(kāi)發(fā)技術(shù)是單片機(jī)，在編程開(kāi)發(fā)過(guò)程中，應(yīng)用了IAR編程環(huán)境Zigbee節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)串口數(shù)據(jù)的接收和處理在程序包當(dāng)中，包含了操作常用寄存器的宏，以及調(diào)用和重新定義函數(shù)所需的文件在接收和發(fā)送串口數(shù)據(jù)，輸入、輸出、顯示系統(tǒng)信息的時(shí)候，都有相應(yīng)的函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

（二）控制終端的實(shí)現(xiàn)方法。在基于Zigbee技術(shù)的樓宇智能照明系統(tǒng)當(dāng)中，控制終端主要包括智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)、平板電腦、ARM板等同時(shí)對(duì)圖形用戶界面開(kāi)發(fā)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用。根據(jù)用戶對(duì)終端控制設(shè)備的不同要求，可以設(shè)計(jì)不同的軟件語(yǔ)言，既防比了設(shè)備管理不統(tǒng)一造成的混亂，也更加具有針對(duì)性首先要搭建相應(yīng)的語(yǔ)言環(huán)境，根據(jù)設(shè)備下載不同的安裝包和工具包然后根據(jù)提示，進(jìn)行安裝操作和窗口的創(chuàng)建，在實(shí)際需要的環(huán)境中添加必要的構(gòu)件。由于控制終端需要同時(shí)對(duì)多個(gè)任務(wù)進(jìn)行控制，因此設(shè)計(jì)了多進(jìn)程程序窗口其中，有負(fù)責(zé)交互控制終端內(nèi)部嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)信息的進(jìn)程，有通信處理核心的進(jìn)程，還有支持觸摸屏、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備應(yīng)用的進(jìn)程。通過(guò)共享內(nèi)存，各個(gè)進(jìn)程之間能夠?qū)崿F(xiàn)相互通信。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代化水平的不斷提高，智能化的標(biāo)準(zhǔn)也在不斷升級(jí)。樓宇控制系統(tǒng)中的照明自控系統(tǒng)，是智能化的產(chǎn)物，在現(xiàn)在大型樓宇建設(shè)中應(yīng)用越來(lái)越普遍，基于Zigbee技術(shù)的樓宇智能照明系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用中發(fā)揮了良好的效果，不僅實(shí)現(xiàn)了照明系統(tǒng)的智能化管理，增強(qiáng)了樓宇建設(shè)的集成度，也保證了節(jié)能環(huán)保的效果，避免了人力資源的浪費(fèi)，這種技術(shù)適應(yīng)了時(shí)代的發(fā)展，也會(huì)在未來(lái)的建筑設(shè)計(jì)中創(chuàng)造出更多的價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：劉佳琪，中鳴房地產(chǎn)公司。