智能家居照明控制系统设计

智能家居照明控制

系统设计

本科毕业论文(设计)

题目智能家居照明控制系统设计学院电信学院

专业电子信息工程

班级电子信息工程统本(01)班学号

学生姓名谢国鑫

指导教师田新志

完成日期 5月

西安思源学院教务处制

二〇一六年五月

摘要

人们日常生活照明是必不可少的,随着老百姓生活水平的提高,普通照明达不打那种随心所欲的要求,而且电子的发展,通信和计算机网络技术为智能照明控制系统提供了条件,具有广阔的发展前景。

本课题中所设计的系统中使用CC2530作为无线网络设备, MSP430F2619 微控制器芯片作为处理器,并结合TI公司Z -堆栈协议栈来实现打开和关闭以及控制LED灯泡。本设计在上位机经过节点之间关系的灵活配置进而能达到智能控制。

本设计中的电气系统的自组网功能,用户能够经过路由器到路由器节点控制协调器发送信号任何终端设备,终端接收到命令和PWM信号,实现每个灯导致多级调光和场景模式控制功能,具有一定的实用价值。

关键词: 智能照明系统 ZigBee 无线网络 CC2530

Abstract

Lighting is essential to People's Daily life, as people living standard rise, the requirements of general lighting up to don't play that follow one's inclinations, and the development of electronic, communication and computer network technology provides conditions for the intelligent lighting control system, has a broad development prospects.

This topic in the design of the system used in CC2530 as wireless network equipment, MSP430F2619 microcontroller chip as the processor, and connecting with the TI company Z - stack protocol stack to achieve open and close and control LED bulbs. This design through the node in the upper machine of the relationship between the flexible configuration which can achieve intelligent control.

Electrical system in the design of the ad-hoc network function, the user can control the coordinator to send signals through the router to router nodes any

terminal, terminal receives the command and the PWM signal, realize each lamp to multistage dimming and scene mode control function, has a certain practical value.

Keywords: Intelligent Light System ZigBee wireless network CC2530

第一章绪论.......................... 错误!未定义书签。

1.1 本课题研究背景................. 错误!未定义书签。

1.2智能家居照明系统国内外研究现状 . 错误!未定义书签。

1.2.1智能家居照明系统发展现状.. 错误!未定义书签。

1.2.2短距离无线通信技术发展现状错误!未定义书签。

1.3智能家居照明控制系统发展方向 ... 错误!未定义书签。

1.4本课题设计的主要工作和任务 ..... 错误!未定义书签。

1.5论文结构安排 ................... 错误!未定义书签。

第二章智能家居照明控制系统支撑技术——zigbee技术错误!未定义书签。

2.1 ZigBee概述 ................... 错误!未定义书签。

2.2 ZigBee网络基础 ............... 错误!未定义书签。

2.2.1 网络节点类型............. 错误!未定义书签。

2.2.2 网络拓扑形式............. 错误!未定义书签。

2.2.3 工作模式................. 错误!未定义书签。

2.3 本章小结....................... 错误!未定义书签。

第三章智能家居照明系统总体设计方案 .. 错误!未定义书签。

3.1 智能家居照明系统设计要求....... 错误!未定义书签。

3.2 系统总体设计方案............... 错误!未定义书签。

3.3 系统硬件设计方案............... 错误!未定义书签。

3.4 系统软件设计方案............... 错误!未定义书签。第四章智能照明系统的硬件设计与实现 ... 错误!未定义书签。

4.1微控制器模块设计 ............... 错误!未定义书签。

4.1.1 MSP430F2619 微控制器芯片.. 错误!未定义书签。

4.1.2 MSP430F2619 微控制器外围电路设计错误!未定义

书签。

4.2无线射频模块设计 ............... 错误!未定义书签。

4.3传感器采集模块设计 ............. 错误!未定义书签。

4.4 光控模块设计................... 错误!未定义书签。第五章智能照明控制系统的软件设计.... 错误!未定义书签。

5.1 系统的结构.................... 错误!未定义书签。

5.2系统程序流程图 ................. 错误!未定义书签。

5.2.1网络建立过程.............. 错误!未定义书签。

5.2.2路由器程序设计............ 错误!未定义书签。

5.3.3终端程序设计.............. 错误!未定义书签。

5.3系统的核心程序设计 ............. 错误!未定义书签。

5.4 上位机........................ 错误!未定义书签。

5.4.1 上位机的功能简介......... 错误!未定义书签。

5.4.2 上位机工作流程........... 错误!未定义书签。

5.5 系统测试....................... 错误!未定义书签。

5.5.1 系统硬件测试.............. 错误!未定义书签。

5.5.3 协议栈的测试.............. 错误!未定义书签。

5.5.4 上位机的测试.............. 错误!未定义书签。第六章结论.......................... 错误!未定义书签。致谢.................................. 错误!未定义书签。参考文献.............................. 错误!未定义书签。

第一章绪论

1.1 本课题研究背景

对于繁杂的照明控制系统来说,若采用传统的有线控制方式则价格较高,电缆铺设繁琐,已经逐渐不能完全满足现代都市人们的应用需求了。因而无线通信技术应运而生。

无线通信技术的种类有很多,不同的技术应用的场合也不相同。如蓝牙技术传输速度快,可是传输距离有限,适用于近距离且组网节点少的场合;WIFI传输速度快,传输距离远,但其价格偏高,功耗较大,组网能力较差。而本文中将要使用的ZigBee技术则具有低成本、低功耗等特点,而且其在工作模式下,ZigBee传输速率较低,传输数据量很小,从而导致信号收发时间很短,另外当其处于非工作模式时,节点处于休眠模式以节省能源消耗。

1.2智能家居照明系统国内外研究现状

1.2.1智能家居照明系统发展现状

智能家居照明系统是近几年开始发展起来的,本质上是隶属于智能楼宇自动化系统中的一个子系统。进入二十一世纪已来,智能化建筑方面的发展可谓是日新月异,在智能化建筑中涉及到有传统的用于通信方面网络系统(包括有线与无线系统),有用于安全方面的智能监控系统,有用于提高工作效率的智能办公和通信自动化系

统。智能建筑在这几方面已经有了长足的发展,相关技术也比较成熟。可是作为智能建筑中的智能照明控制系统方面的发展却相对比较滞后。当前在很多成熟的智能建筑系统,照明方面依然采用传统的手动控制照明的方法。出现这一现象主要是因为智能照明控制系统在国外的定位太高,对于普通消费者来说只能是海市蜃楼,价格高得难以接受。而在国内以前则是主要是受传统消费观念的影响,在人们的印象中照明也只是在黑暗中提供充分的光源就能够了,没有必要去花过多的金钱在照明控制上,正是由于普通民众的这种想法,使得国内一些具有这方面科研能力的院所和企业没有也不愿投入过多的人力和财力进行研究和推广智能照明系统1。现在随着生活水平的提高,人们对生活品质的追求也越来越高,因而对智能照明系统提出了新的要求,现在的智能照明控制系统大部分是由舞台灯光控制系统演变而来,但随着智能家居和楼宇自动化的发展,智能照明系统也开始从舞台灯光控制向各种建筑物照明发展。现在随着无线通信技术与计算机技术的发展,国内外很多的科研机构也开始研究如何将无线通信技术引入智能照明控制系统中。而ZigBee技术的各种特性,能够很好的满足智能照明系统的要求,成为智能照明控制系统研究的热点技术。

1.2.2短距离无线通信技术发展现状

对于智能照明系统来说使用的主在通信技术就是短距离无线通信技术。现阶段主要的无线短离距通信技术有ZigBee技术、

UWB技术、蓝牙技术、WiFi技术等。UWB不采用传统无线通信技

术常见的连续载波,而是经过纳秒级的脉冲来完成数据信号的发送,具有很宽的频谱范围。蓝牙技术的通信距离一般在10m以内,现阶段蓝牙技术主要应用在计算机外设,比如蓝牙打印机、蓝牙音箱等。另外当前的智能手机都内置有蓝牙模块,用于短距离之间的数据传输。WiFi也是一种短距离的无线通信技术,主要用于数据传

输量大,可靠性要求较高的场合(如无线局域网)等,但其成本较

高、功耗很大。对于ZigBee来说,其通信速率在10~250kbit/s

之间,通信距离在开阔空间难能够达到300m,若是在室内等较封闭的空间也在10~100m范围之间,通信效率也比较高。适用于低成本、低功耗的场合。上述的几种无线短距通信技术各有各的特点,因而其应用场合也不完全相同,但它们之间的竞争非常激烈,一定

的时候可能互相进行补充1。

1.3智能家居照明控制系统发展方向

传统的照明系统只为人们提供必要的照度,智能照明控制系统的设计主要是为了解决传统照明系统方面的不足。纵观智能照明

控制系统发展,大致可分为三个阶段:照明系统的电子化、照明系

统自动化和照明系统智能化2。在智能照明系统中用户能够根据需要设置不同的情景模式,另外还能够经过一些传感器感应周围环境变化,从而实现智能调节,为人们的工作、学习和生活提供更好的

环境。就当前的发展来看智能照明控制发展的主要趋势主要在以

下几个方面1:

1) 更加人性化。根据人们的不同需求来实现智能化调节,目的就是实现人机合一。

2) 网络化。由于维护方面传统照明比较有局限性,因此网络化能及时监测到各种信息并及时反馈方便人们的使用。

3) 可扩展性。智能照明系统因实现可扩展,方便新设备能随意接入网络。

4) 标准化。智能照明系统的标准化很重要,如果说不同厂商生产出来的用时不能使用会给人们带来极大地不便。

1.4本课题设计的主要工作和任务

智能家居照明系统是一项实践性很强的课题。需要具有一定的理论基础知识,还要求具有一定的动手实践能力。为了很好的完成本次毕业设计,从毕设的准备到最后的完成主要做了以下几方面的工作。

(1)查阅相关的文献资料,搜集相应的理论基础知识。在此基础上做好理论知识准备。

(2)进行了相应的实地考察,理论与现实相结合,分析判断考虑设计的整体框架。

(3) 深入了解了ZigBee技术的特性和通信原理以及智能照明的技术要求等。

(4)在相关理论基础完备的情况下设计了基于ZigBee的智能家居照明系统

(5)4)最后进行仿真与调试,完成课题设计。

1.5论文结构安排

论文第一部分为”绪论”,该部分首先说本课题的研究背景做了较为详细的阐述,随后就智能照明控制系统的国内外的研究现状过行了系统的分析。

论文第二部分为”智能照明控制系统支撑技术——Zigbee技术”,该部分主要对Zigbee技术进行了具体的说明。

论文的第三部分为”系统的硬件设计与实现”,该部分主要介绍智能照明控制技术中的硬件部分的设计。

论文第四部分为”系统的软件设计实现”,该部分就系统的结构,功能以及相对应的程序的设计与实现分别进行关键技术说明分析。

第五部分为”结论”,该部分用于描述本课题的实施结论并给出了进一步的展望。

第二章智能家居照明控制系统支撑技术——zigbee技术

2.1 ZigBee概述

ZigBee技术一种应用于传输距离短、速率低的电子设备间的无线通信技术。是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。

Zigbee协议栈由子层组成,每一层为其上层提供服务:如果是一个数据实体就提供数据传输服务;如果是一个管理实体就提供管理、维护服务。每个服务实体经过一个提供了一系列的基本服务指令来实现相应的功能服务接入点(SAP)为其上层提供服务接口。其协议栈结构如图2-1所示。

图2-1 ZigBee协议栈结构

从图中能够看出,ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)(应用支持子层和应用层)3。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定,传输层、网络层及应用支持子层则遵循ZigBee联盟标准的规定。

从协议的工作过程来看,ZigBee协议中层与层之间与OSI参考模型的工作过程类似都是经过原语进行信息的交换和应答的。层与层之间经过服务接口来完成相关服务与相关数据的传递的。ZigBee协议提供数据服务和管理服务两种服务接口,数据服务接口的主要任务是向上层提供所需的常规数据服务,管理服务接口的主要任务是向上层提供访问内部层参数、配置和管理数据的机制4。

在本课题所设计的系统中,为了达到节能的目的,系统将会采用Zigbee技术来构建智能家居照明系统。

2.2 ZigBee网络基础

ZigBee网络和传统意义上的网络是不同的。本文主要从ZigBee网络中的设备类型,网络拓扑结构以及工作模式这三方面的内容进行介绍,在ZigBee标准中,网络主要有三类网络节点、三种拓扑结构以及两种工作模式。三类网络节点分别是网络协调器(Coordinator)、路由器(Router)和终端节点(End Device);三种拓扑形式是星型拓扑、树型拓扑和网状拓扑;两种工作模式为信标(Beacon)模式和非信标(Non-beacon)模式。

2.2.1 网络节点类型

(1) 协调器(Coordinator)

协调器顾名思义就是在网络中进行协调的,在ZigBee网络中,协调器的主要作用有:1)ZigBee网络中通信频道的选择;2)ZigBee 网络的建立;3)为其它节点提供必要的路由信息,管理其它节点的安全及其它服务。根据ZigBee协议的规定在一个Zigbee网络中有且只有一个协调器节点。

(2) 路由器(Router)

在ZigBee网络中,路由器的主要作用有:1)路由器节点自身信息的收发;2)节点之间转发信息的收发;3)协助其它节点加入到网络中;4)为网络提供路由信息。

(3) 终端节点

终端节点是Zigbee系统中的最小单元,其主要作用有:1)发送和接收信息;2)为了达到节能的目的,一般当终端节点不需要数据收发时,就会进入休眠状态以降低能耗。

2.2.2 网络拓扑形式

(1) 星型拓扑

在星型拓扑中有一个协调器节点和若干个终端节点,协调器节点负责全网的运行,这种拓扑结构是Zigbee网络拓扑结构中最简单的拓扑形式,如图2-2所示。

图2-2 星形拓扑结构

(2)树型拓扑

在树形拓扑结构中,协调器节点作为整个网络的根节点,它能够连接路由器节点和终端节点,路由器节点能够连接路由器节点和终端节点,而终端节点下面则不能再连接任何其它节点。树状拓扑结构如图2-3所示。

图2-3 树状拓扑结构

(3)网状拓扑

在在ZigBee网状拓扑中,网状拓扑是最复杂的一种方式,当然也是最灵活的一种方式,具有很好的容错能力,如果某个路由路径出现问题,信息可自动选择她路径进行传输。网状拓扑结构如图

2-4所示。

图2-4 网状拓扑结构

2.2.3 工作模式

不同的应用需求,对网络的工作方式的要求也不同。为了满足不同的应用需求,ZigBee网络的工作模式分为信标(Beacon)模式和非信标(Non-beacon)模式两种。

在信标模式下,网络中的所有设备的工作与休眠都是同步的,这样做的目的是能够在最大程度上节省能源的消耗。而在而非信标模式进行周期性休眠,网络中的设备的工作与休眠不是同步的,网络中的协调器和所有路由器设备长期处于工作状态,以确保系统时刻处于响应中。

2.3 本章小结

本章就ZigBee技术给与一些基本的介绍,而且对节点类型和拓扑形式以及工作模式有了一定的了解,在第三章和第四章会介绍如何基于硬件完成设计。

第三章智能家居照明系统总体设计方案

3.1 智能家居照明系统设计要求

现代家居照明系统的要求与过去相比有了很大的不同。一方面让用户在适合的光照下生活学习,另一方面还要求系统具有节能功能以及用户操作的方便性。因而在设计智能家居照明系统时应围绕这几个方面来考虑。针对以上要求智能控制系统的设计方面应在无线感知网络方面、接入节点功能方面、远端用户和数据中心方面进行重点考虑。各方面需完成的主要功能如下。

无线感知层:作为感知层方面来说系统应该能够监测室内的温度、湿度、室内光照强度及设备电池电压等环境信息,然后将感知到的结果经过系统中的接入节点转发到远端用户或数据中心5。

接入节点:对于接入点来说,首先收集感知层传感节点采集到的室内温度、室内湿度、室内光照强度及设备电池电压等环境信息,然后经过通信网络将收集到的数据转发给远程用户或PC机上的数据中心;另外对于远端用户或者数据中心发送的时候关查询命令、网络拓扑更新命令和LED灯具的开/关灯及调光控制命令等接入节点应当能够及时的进行解析,并根据解析的结果将信息转发给底层的感知节点5。

远端用户和数据中心:对于远端用户来说,一般都是采用手机监控室内环境信息,这样用户就能够利用手机等终端设备经过短信

智能家居控制系统课程设计报告20

XXXXXXXXXXXXXX 嵌入式系统原理及应用实践 —智能家居控制系统（无操作系统）学生姓名XXX 学号XXXXXXXXXX 所在学院XXXXXXXXXXX 专业名称XXXXXXXXXXX 班级XXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师XXXXXXXXXXXX 成绩 XXXXXXXXXXXXX 二○XX年XX月

综合实训任务书

目录前言 (1) 1 硬件设计 (1) 1.1 ADC转换 (3) 1.2 SSI控制数码管显示 (3) 1.3 按键和LED模块 (5) 1.4 PWM驱动蜂鸣器 (6) 2 软件设计 (7) 2.1 ADC模块 (7) 2.1.1 ADC模块原理描述 (7) 2.1.2 ADC模块程序设计流程图 (8) 2.2 SSI 模块 (8) 2.2.1 SSI模块原理描述 (9) 2.2.2 SSI模块程序设计流程图 (10) 2.3 定时器模块 (10) 2.3.1 定时器模块原理描述 (10) 2.3.2 定时器模块流程图 (11) 2.4 DS18B20模块 (11) 2.4.1 DS18B20模块原理描述 (11) 2.4.2 DS18B20模块程序设计流程图 (12) 2.5 按键模块 (13) 2.5.1 按键模块原理描述 (13) 2.5.2 按键模块程序设计流程图 (13) 2.6 PWM模块 (13) 2.6.1 PWM模块原理描述 (14) 2.6.2 PWM模块程序设计流程图 (14) 2.6 主函数模块 (14) 2.6.1 主函数模块原理描述 (14) 2.6.2主函数模块程序设计流程图 (15)

智能家居照明控制系统设计

智能家居照明控制系统设计 1

本科毕业论文(设计) 题目智能家居照明控制系统设计学院电信学院专业电子信息工程班级电子信息工程统本(01)班学号学生姓名谢国鑫指导教师田新志完成日期 5月西安思源学院教务处制二〇一六年五月

摘要人们日常生活照明是必不可少的,随着老百姓生活水平的提高,普通照明达不打那种随心所欲的要求,而且电子的发展,通信和计算机网络技术为智能照明控制系统提供了条件,具有广阔的发展前景。本课题中所设计的系统中使用CC2530作为无线网络设备, MSP430F2619 微控制器芯片作为处理器,并结合TI公司Z -堆栈协议栈来实现打开和关闭以及控制LED灯泡。本设计在上位机经过节点之间关系的灵活配置进而能达到智能控制。本设计中的电气系统的自组网功能,用户能够经过路由器到路由器节点控制协调器发送信号任何终端设备,终端接收到命令和PWM信号,实现每个灯导致多级调光和场景模式控制功能,具有一定的实用价值。关键词: 智能照明系统 ZigBee 无线网络 CC2530

Abstract Lighting is essential to People's Daily life, as people living standard rise, the requirements of general lighting up to don't play that follow one's inclinations, and the development of electronic, communication and computer network technology provides conditions for the intelligent lighting control system, has a broad development prospects. This topic in the design of the system used in CC2530 as wireless network equipment, MSP430F2619 microcontroller chip as the processor, and connecting with the TI company Z - stack protocol stack to achieve open and close and control LED bulbs. This design through the node in the upper machine of the relationship between the flexible configuration which can achieve intelligent control. Electrical system in the design of the ad-hoc network function, the user can control the coordinator to send signals through the router to router nodes any

智能家居控制系统终极版

课程论文智能家居控制系统摘要智能家居也称智能住宅聪明家。智能家居是以住宅为平台，它将建筑结构与网络通信、信息家电、设备自动化控制进行综合的系统集成。它利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，而且提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间，还可将原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。关键词：智能家居计算机技术自动化控制网络通信

目录 1.智能家居控制系统的控制原理 (3) 1.1物联网应用于智能家居 (3) 1.2智能家居控制系统结构 (3) 1.3智能家居主要控制模块的设计方法 (4) 1.3.1无线通讯遥控器模块 (5) 1.3.2可视门禁控制模块 (5) 1.3.3窗帘控制模块 (6) 1.3.4防盗报警模块 (6) 2.使用智能家居控制系统的特点 (7) 2.1家居电器远程控制 (7) 2.2定时控制 (7) 2.3智能照明 (7) 2.4万能遥控集中控制 (8) 2.5网络控制 (8) 2.6家电控制 (8) 3.结束语 (8)

1.智能家居控制系统的控制原理 1.1物联网应用于智能家居 ?物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。它通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网应用图见下图1 图1 物联网应用 ?物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一，发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义，2011年物联网已经纳入国家《十二五》发展规划中，将来物联网在智能家居方面发展也是一个主流方向。 1.2智能家居控制系统结构家居系统主要由智能灯光控制、智能家电控制、智能安防报警、智能娱乐系统、可视对讲系统、远程监控系统、远程医疗监护系统等组成，框图如图2和图3所示。

智能照明系统设计

智能照明系统的设计 1引言随着人民生活水平的不断提高，人们对工作和生活环境的要求越来越高，同时对照明系统的要求也越来越高。照明领域的能源消耗在总的能源消耗中占了相当大的比例，节约能源和提高照明质量是当务之急。照明用电作为电力消耗的重要部分，已经占到了电力消耗的10%左右，并且随着我国国民经济的迅猛发展和人民生活水平的不断提高，照明用电还将不断增加。[1] 传统照明技术受到了强烈冲击。一方面，由于信息技术和计算机的发展对照明技术的变化提供了技术支撑；另一方面，由于能源的紧缺，国家对照明节能越来越重视，新型的照明技术得以迅速发展，以满足使用者节约能源、舒适性、方便性的要求。智能照明系统是最先进的一种照明控制方式，它采用全数字、模块化、分布式的系统结构，通过五类控制线将系统中的各种控制功能模块及部件连接成一个照明控制网络，它可以作为整个建筑物自动化管理系统（BA系统）[2]的，一个子系统通过网络软件接入BA系统，也能作为独立系统单独运行，在照明控制实现手段上更专业、更灵活，可实现对各种照明灯的调光控制或开关控制，是实现舒适照明的有效手段，也是节能的有效措施。智能照明系统可对白炽灯、日光灯(专用镇流器)、节能灯、石英灯等多种光源调光,满足各种环境对照明的要求。适用范围有:大型公共建筑,如会展中心、航站楼、客运站、体育场馆、大型商场等;博物馆、美术馆、图书馆等文化建筑和教学建筑;星级酒店和高档写字楼的宴会厅、多功能厅、会议室、大堂、走道等场所。通过采用智能照明系统,可实现以下控制功能:

(1)时钟控制:通过时间设定实现各照明区域的不同控制。 (2)调光控制:通过照度探测器和调光模块,达到各区域照度值始终在预先设定值范围。 (3)区域场景控制:通过控制面板和调光模块,实现各照明区域的场景切换控制。 (4)动静探测控制:通过动静探测器和调光/开关模块,实现各照明区域的自动开关控制。 (5)手动遥控器控制;通过红外线遥控器,实现在正常状态下各区域内的照明灯具的手动控制和区域场景控制。 (6)应急照明控制:系统对特殊区域内的应急照明所执行的控制。 3智能照明控制系统原理与组成智能照明系统是基于计算机控制平台的全数字、模块化、分布式总线型控制系统。中央处理器、模块之间通过网络总线直接通信，利用总线使照明、调光、百叶窗、场景、控制等实现智能化，并成为一个完整的总线系统。可依据外部环境的变化自动调节总线中设备的状态，达到安全、节能、人性化的效果，并能在今后的使用中根据用户的要求通过计算机重新编程来增加或修改系统的功能，而无须重新敷设电缆，智能照明控制系统的可靠性高，控制灵活，是传统的照明控制方式所无法做到的。智能照明的系统通常主要由调光模块、开关模块、控制面板、液晶显示触摸屏、智能传感器、PC接口、时间管理模块、手持式编程器、监控计算机（大型网络需网桥连接）等部件组成。线路系统：总线式智能照明简单的开关特点：负载回路连线接到输出单元的输出端，控制开关用五类线与输出单元相连。负载容量较大时仅考虑加大输出单元容量，控制开关不受影响；开关距离较远时，只须加长控制总线的长度，节省大截面电缆用量；可通过软件设置多种功能（开/ 关、调光、定时等）。总线式智能照明系统双控电路特点：实现双控时只需简单地在控制总线上并联一个开关即可；进行多点控制时，依次并联多个开关即可，开关之间仅用一条五类线连接，线路安装简单省事。控制方式：智能照明控制，采用低压二次小信号控制，控制功能强、方式多、范围广、自动化程度高，通过实现场景的预设置和记忆功能，操作时只须按一下控制面板上某一个键即可启动一个灯光场景（各照明回路不同的亮暗搭配组成一种灯光效果），各照明回路随即自动变换到相应的状态。上述功能也可以通过其他界面如遥控器等实现。照明方式：智能照明控制系统采用“调光模块”，通过灯光的调光在不同使用场合产生不同灯光效果，营造出不同的舒适的氛围。

智能家居控制系统-课程设计报告

综合实训任务书

目录前言 (1) 1 硬件设计 (1) 1.1 ADC转换 (3) 1.2 SSI控制数码管显示 (4) 1.3 按键和LED模块 (6) 1.4 PWM驱动蜂鸣器 (7) 2 软件设计 (8) 2.1 ADC模块 (8) 2.1.1 ADC模块原理描述 (8) 2.1.2 ADC模块程序设计流程图 (9) 2.2 SSI 模块 (9) 2.2.1 SSI模块原理描述 (10) 2.2.2 SSI模块程序设计流程图 (11) 2.3 定时器模块 (11) 2.3.1 定时器模块原理描述 (11) 2.3.2 定时器模块流程图 (12) 2.4 DS18B20模块 (12) 2.4.1 DS18B20模块原理描述 (13) 2.4.2 DS18B20模块程序设计流程图 (13) 2.5 按键模块 (14) 2.5.1 按键模块原理描述 (14) 2.5.2 按键模块程序设计流程图 (14) 2.6 PWM模块 (15)

2.6.1 PWM模块原理描述 (15) 2.6.2 PWM模块程序设计流程图 (16) 2.6 主函数模块 (16) 2.6.1 主函数模块原理描述 (16) 2.6.2........................... 主函数模块程序设计流程图16 3．验证结果.. (17) 操作步骤和结果描述 (17) 总结 (18)

智能家居家电控制系统系统设计说明

xx家电控制系统设计说明一、定义智能家居又称智能住宅，在国外常用Smart Home表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化（HomeAutomation）、电子家庭（ElecctronicHome、E-home）、数字家园（DigitalFamily）、家庭网络（Home Net/Networks for ome）、网络家居（Network Home）、智能家庭/建筑（IntelligentHome/Building），在我国香港和台湾等地区，还有数码家庭、数码家居等称法。智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成。由于智能家居采用的技术标准与协议的不同，大多数智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综合布线技术，如电力载波，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务，因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术，在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是智能家居系统中必不可少的技术，广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制模块中，对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术，体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。二、表述智能家居其实有两种表述的语意，定义中描述的，以及我们通常所指的都是智能家居这一住宅环境，既包括单个住宅中的智能家居，也包括在房地产小

智能家居系统设计方案四篇

智能家居系统设计方案四篇篇一：智能家居系统设计方案智能系统设计范围：本设计包含的系统为：智能门锁、安防、可视对讲、厨房室内可视分机、灯光、空调、电动窗帘（百叶窗、气窗）、背景音乐、环境监测（红外亮度、然气感应）、视频监视、集中控制和远程WEB控制等。并且，以上所有系统都不是独立的，而是和其他系统相互联系，融合为一个统一的整体，并相互响应，做到真正意义上的智能。智能系统设计的原则：用户需要操作方便，功能实用，外观美观大方的智能家居系统。系统要有吸引来宾的外观和功能，能体现用户高人一等的生活品位。同时要化繁为简、高度人性、注重健康、娱乐生活、保护私密。系统功能描述：以下，我们跟据房型结构，设计的智能家居系统：区域：主楼一层：大门、门厅、客厅、餐厅、厨房、客卧室、主卧室及阳台、洗衣间、卫生间、楼梯、后门厅.主楼二层:二层休闲厅、主卧室及阳台、主卫、次卫、儿童房、书房及阳台. 1、大门设备设置：电子锁、门口设置可视对讲门口机、夜视防水摄像机、门磁功能描述：

①可视对讲门口机实现访客和主人的对讲，并有留言和保存图像功能。 ②大门处另外设置具有夜视功能的彩色摄像机，以方便主人可以通过电视、触摸屏、Internet随时观察大门处的影像，并记录保存20天。 ③门磁与报警主机联接，可在第一时间防范非法闯入. 2、门厅设备设置：二路调光模块、可视智能终端机、6键场景触控面板、彩色触摸屏。功能描述： ①主人在入户门口，押下智能门锁的指纹辨识器，入户门打开。 ②进门后进行安防系统撤防；出门时安防系统布防。 ③安防系统报警，布防LCD屏幕上显示报警区域。 ④6键场景触控面板“在家模式”，灯光受控制，“离家模式”，关闭所有的灯光，空调,灯光电器自动设定到节能模式或关闭,离家设防,回家撤防。 ⑤可视智能终端，完成与访客对讲，开门功能。 ⑥通过彩色触摸屏，平面图，浏览别墅中的各个系统；控制各个区域的灯光；查看视频监视；调节客厅空调温度；设定背景音乐系统； 3、客厅/餐厅设备设置：电动窗帘面板、背景音乐面板、RF多功能无线遥控器、三路调光模块、三路红外控制模块、无线接收模块。功能描述： ①用1只触控开关取代普通的多个开关，客厅设计出如下场景：会客、休闲、明亮、全关等；餐厅设置如下多个场景：用餐、酒会、烛光、全关等。不同场合，弹指之间，灯光瞬息变换，细微处彰显气派和尊贵。

智能家居灯光控制方案

无线Wi-Fi远程LED灯光方案简介近年来，智能家居行业火热，许多企业纷纷涉足智能家居领域，从而很多智能家居产品得以问世。由于灯光系统是家庭生活最基本的需求之一，因此智能灯光控制系列产品便成为了智能家居从业者们首选的切入点。而随着科技及生活水平的普遍提高，人们视听体验的水平也呈现出不断上升的趋势。消费者普遍对新奇的灯光控制设备产生兴趣，家中的电灯不仅仅只是照明的设备，人们更多的将智能的元素放入其中，从而智能灯光控制系统成为了一种潮流。所以远嘉科技推出了无线Wi-Fi远程LED灯光方案。功能 1.具备wifi通讯功能，能够通过家用无线路由器组成的局域网与其他终端设备（室内机，移动终端（IOS,Android））进行通讯，从而可以通过其他终端设备实现对灯光的开，关，调光等控制； 2.基层通讯采用UDP协议，控制协议需要具备安全，可靠，可扩展的特点。Wifi信号符合国家相关行业的技术标准； 3.每一个控制器都具备在系统中唯一识别自己的机制，在有多个控制器共存的系统里，控制器能够被准确，唯一的识别出来； 4.能实现灯光的开关控制，能实现灯光的亮度调节控制； 5.能反馈当前灯光的开关状态，其他控制终端可以得到当前灯光是开，还是关的状态并显示给使用者； 6.对于亮度可调的灯光，当灯光是开的状态的时候，能够得到当前灯光的亮度值，其他控制终端可以得到当前灯光的亮度值并以某种方式显示给使用者；

7.控制器支持场景模式，至少支持32个场景。针对每一种场景，控制器能够记忆每一种场景下用户给本控制器设定的开，关，亮度值等场景参数。当收到控制器的场景切换命令时，控制器能够切换到自己在该场景中所设定的状态； 8.控制器实现7X24小时无故障运行。 APP展示

智能照明控制系统的设计

基于单片机实现智能照明控制系统的设计摘要随着社会的发展人们对生活质量的要求越来越高，为方便生活人们越来越多的在各个场所引入照明设备，照明在能耗中所占的比例日益增加。为了达到方便生活的目的，这些照明设备有时会彻夜开着，从而造成了大量电力能源的浪费。据统计，在楼宇能量消耗中，仅照明就占33%，因此照明节能日显重要。现在国内外普及使用的节能开关基本有声控型、触摸型、感光型等。这几种开关各有自己的弊端，如声控型不适合环境嘈杂场所、触摸型虽然能自动关闭但不能自动打开、感光型开关在无人期间不能自动关闭……由此研究设计一种既智能又节能的控制系统来替代现有的产品是一件极其有意义的工作。本设计通过AT89C51单片机结合LED显示技术、红外传感技术、光感技术、延时技术、按键采集与处理等技术来实现对照明设备的智能控制。其原理为：1、单片机通过继电器控制照明设备的打开或者关闭。2、单片机通过光照检测电路对照明设备周边亮度进行检测，如果亮度满足生活需要则保持照明设备的关闭状态；如果亮度不够则由单片机同时检测BIS0001芯片是否采集到了人体热释电传感信号。3、如果芯片 BIS0001检测到人体信号，单片机立刻控制照明设备打开；如果该芯片没有检测到人体信号，单片机控制照明设备继续保持关闭状态。4、照明设备打开时，如果某一时刻单片机检测不到人体信号则延时一段时间后关闭，延时期间如果又检测到人体信号则结束延时。5、根据应用场所及使用人群的不同可以通过设置单片机P1.0—P1.4引脚的状态来设置不同的延时时间值。本设计的程序采用C语言来编写，并且通过单片机仿真软件Proteus对程序进行仿真，大大提高了设计时间和设计的可靠性。关键词单片机传感器 BIS0001 照明控制节能

基于物联网技术的智能家居控制系统设计方案

基于物联网技术的智能家居控制系统设计方案随着人们生活水平的提高和科技的发展，家庭智能化已成为一种必然趋势而深入千家万户。家庭智能化即智能化家居 (Smart Home)，亦称数字家园(Digital Family )、家庭自动化(Home Automation )、电子家庭(E-home)、智能化住宅(Intelligent Home )、网络家居(Network Home )、智能屋(Wise House, WH)、智能建筑(Intelligent Building、等。它是利用计算机、通信、网络、电力自动化、信息、结构化布线、无线等技术将所有不同的设备应用和综合功能互连于一体的系统。它以住宅为平台，兼备建筑、网络家电、通信、家电设备自动化、远程医疗、家庭办公、娱乐等功能，集系统、结构、服务、管理为一体的安全、便利、舒适、节能、娱乐、高效、环保的居住环境。其从控制层次来分，一般由中央控制中心、家居智能控制终端、小区智能控制系统、家庭网关和外部网络几部分组成。 1智能家居系统体系结构家居系统主要由智能灯光控制、智能家电控制、智能安防报警、智能娱乐系统、可视对讲系统、远程监控系统、远程医疗监护系统等组成，框图如图1所示。图1智能家居系统结构框图 2系统主要模块设计 2.1照明及设备控制智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机、网络、自动控制和集成技术建立一个由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统。系统中照明及设备控制可以通过智能总线开关来控制。本系统主要采用交互式通信控制方式，分为主从机两大模块，当主机触发后，通过CPU将信号发送，进行编码后通过总线传输到从模块，进行解码后通过CPU触发响应模块。因为主机模块与从机模块完全相同，所以从机模块也可以进行相反操作控制主

智能家居系统设计方案

智能家居系统设计方案时间:2014-09-24 分类:方案来源:书通网方案一：智能家居系统设计方案智能系统设计范围：本设计包含的系统为：智能门锁、安防、可视对讲、厨房室内可视分机、灯光、空调、电动窗帘（百叶窗、气窗）、背景音乐、环境监测（红外亮度、然气感应）、视频监视、集中控制和远程控制等。并且，以上所有系统都不是独立的，而是和其他系统相互联系，融合为一个统一的整体，并相互响应，做到真正意义上的智能。智能系统设计的原则：用户需要操作方便，功能实用，外观美观大方的智能家居系统。系统要有吸引来宾的外观和功能，能体现用户高人一等的生活品位。同时要化繁为简、高度人性、注重健康、娱乐生活、保护私密。系统功能描述：以下，我们跟据房型结构，设计的智能家居系统：区域：主楼一层：大门、门厅、客厅、餐厅、厨房、客卧室、主卧室及阳台、洗衣

间、卫生间、楼梯、后门厅.主楼二层:二层休闲厅、主卧室及阳台、主卫、次卫、儿童房、书房及阳台. 1、大门设备设置：电子锁、门口设置可视对讲门口机、夜视防水摄像机、门磁功能描述： ①可视对讲门口机实现访客和主人的对讲，并有留言和保存图像功能。 ②大门处另外设置具有夜视功能的彩色摄像机，以方便主人可以通过电视、触摸屏、随时观察大门处的影像，并记录保存20天。 ③门磁与报警主机联接，可在第一时间防范非法闯入. 2、门厅设备设置：二路调光模块、可视智能终端机、6键场景触控面板、彩色触摸屏。功能描述： ①主人在入户门口，押下智能门锁的指纹辨识器，入户门打开。

②进门后进行安防系统撤防；出门时安防系统布防。 ③安防系统报警，布防屏幕上显示报警区域。 ④6键场景触控面板“在家模式”，灯光受控制，“离家模式”，关闭所有的灯光，空调,灯光电器自动设定到节能模式或关闭,离家设防,回家撤防。 ⑤可视智能终端，完成与访客对讲，开门功能。 ⑥通过彩色触摸屏，平面图，浏览别墅中的各个系统；控制各个区域的灯光；查看视频监视；调节客厅空调温度；设定背景音乐系统； 3、客厅/餐厅设备设置：电动窗帘面板、背景音乐面板、多功能无线遥控器、三路调光模块、三路红外控制模块、无线接收模块。功能描述： ①用1只触控开关取代普通的多个开关，客厅设计出如下场景：会客、休闲、明亮、全关等；餐厅设置如下多个场景：用餐、酒会、烛光、全关等。不同场合，弹指之间，灯光瞬息变换，细微处彰显气派和尊贵。 ②通过背景音乐面板，随时选定不同的音乐，播放、3、任由选择，并可调节音量的

“智能家居智能灯光控制系统”工程软件工程课程设计

软件工程课程设计智能家居.智能灯光控制系统

目录 1、引言...............................................................................................................................- 4 - 1.1、项目背景......................................................................................................................- 4 - 1.2、项目可行性..................................................................................................................- 4 - 1.3、项目目的及意义..........................................................................................................- 4 - 2、任务概述.......................................................................................................................- 5 - 2.1、系统定义......................................................................................................................- 5 - 2.1.1、自动感知...........................................................................................................- 5 - 2.1.2、智能分析...........................................................................................................- 5 - 2.1.3、智能决策...........................................................................................................- 5 - 2.1.4、远程控制...........................................................................................................- 5 - 2.1.5、电源控制...........................................................................................................- 5 - 2.2、术语定义：..................................................................................................................- 5 - 2.2.1、照明设备单元...................................................................................................- 5 - 2.2.2、光源单元...........................................................................................................- 6 - 2.2.3、照明模式...........................................................................................................- 6 - 2.3、数据描述：..................................................................................................................- 7 - 2.3.1、物理信号...........................................................................................................- 7 - 2.3.2、数字信号...........................................................................................................- 7 - 2.3.3、指令...................................................................................................................- 7 - 2.3.4、数据处理过程...................................................................................................- 7 - 3、需求分析.......................................................................................................................- 8 - 3.1、功能需求......................................................................................................................- 8 - 3.1.1、业务需求...........................................................................................................- 8 - 3.1.2、用户需求...........................................................................................................- 8 - 3.1.3、系统需求...........................................................................................................- 8 - 3.1.4、用例图及说明................................................................................................ - 10 - 3.2、性能需求................................................................................................................... - 12 - 3.2.1、速度................................................................................................................ - 12 - 3.2.2、鲁棒性............................................................................................................ - 12 - 3.2.3、容错性............................................................................................................ - 12 - 3.2.4、界面................................................................................................................ - 12 - 3.3、约束........................................................................................................................... - 14 - 3.3.1、运行环境........................................................................................................ - 14 - 3.3.2、硬件要求........................................................................................................ - 15 - 4、概要设计.................................................................................................................... - 16 - 4.1、系统架构设计........................................................................................................... - 16 - 4.1.1、总体架构........................................................................................................ - 16 - 4.1.2、智能控制.........................................................................................................- 17 - 4.1.3、远程控制：基于B/S结构 .............................................................................- 17 - 4.2、系统需求设计............................................................................................................- 17 - 4.2.1、智能控制设计.................................................................................................- 17 - 4.2.2、远程控制设计................................................................................................ - 19 -

智能照明控制系统方案设计

灯光控制系统方案

一、系统概述系统原理概述系统所有的单元器件（除电源外）均内置微处理器和存储单元，由一对信号线（UTP5）连接成网络。每个单元均设置唯一的单元地址并用软件设定其功能，通过输出单元控制各回路负载。输入单元通过群组地址和输出组件建立对应联系。当有输入时，输入单元将其转变为数字信号在系统总线上广播，所有的输出单元接收并做出判断，控制相应回路输出。系统通过两根总线连接成网络。总线上不仅为每个组件提供24伏直流电源，还加载了控制信号。通过系统编程使控制开关与输出回路建立逻辑对应关系。系统元件采用模块化结构、并已经有系统化产品、系统扩展方便。同时，通过专用接口元件及软件，可能直截接入电脑进行实时监控，或接入以太网进行远程实时监控。因此在设计时更加简单、灵活。系统为分布式控制，模块化结构，可靠性高。任何控制模块均内置CPU，每个输入模块（场景开关、多键开关、红外传感器等）都可直接与输出模块（调光器、输出继电器）通讯（发送指令→接受指令→执行指令），避免了集中式结构中央CPU一旦出现故障造成整个系统瘫痪的弱点。与BA系统的集成

诺雅照明控制系统是一个开放的系统，通过专用接口软件，可方便地与其他系统连接，如楼宇自控系统、门禁系统、保安监控系统、消防系统等。

系统结构图

二、系统功能和优点智能照明控制系统在学校应用的功能和优点： 1、实现照明控制智能化可用手动控制面板，根据一天中的不同时间，不同用途精心地进行灯光的场景预设置，使用时只需调用预先设置好的最佳灯光场景，使人产生新颖的视觉效果。随意改变各区域的光照度。 2、美化环境以达到吸引学生的注意力好的灯光设计，能营造出一种温馨、舒适的环境，增添其艺术的魅力。良好的环境可以培养学生对其产生更大的兴趣，从而得到更好的学习效果。利用灯光的颜色、投射方式和不同明暗亮度可创造出立体感、层次感，不同色彩的环境气氛，不仅使学生有个很好的学习环境，而且还可以产生一种艺术欣赏感，对课程产生强烈的研究精神。 3、可观的节能效果由于智能照明控制系统能够通过合理的管理，根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置，不需要照明的时候，保证将灯关掉；在大多数情况下很多区域其实不需要把灯全部打开或开到最亮，智能照明控制系统能用最经济的能耗提供最舒适的照明；系统能保证只有当必需的时候才把灯点亮，或达到所要求的亮度，从而大大降低了学校的能耗。 4、延长灯具寿命灯具损坏的致命原因是电压过高。灯具的工作电压越高，其寿命则成倍降低。反之，灯具工作电压降低则寿命成倍增长。因此，适当降低灯具工作电压是延长灯具寿命的有

智能家居控制系统设计

智能生活智慧人生智能家居控制系统解决方案广东领航者科技有限公司

一、概述本方案设计采用witlife智能家居控制系统。维德莱夫品牌源自澳大利亚，始创于1989年， Witlife维德莱夫—智能生活·智慧人生，系智能化酒店，智能化家居的领航者，在大洋洲和大中华地区设有研发和业务机构。在全球40多个国家和地区设有经销商和代表处。为智能化生活的进一步发展奠定了厚实的基础，为智能化领航起到了决定性作用。公司自创立以来始终不变的核心理念：为智能生活，提供人性化、专业化的全程智能服务，实现超乎客户满意的惊喜。 Witlife维德莱夫大中华地区总部成立于2010年，Wit life维德莱夫是一家专业从事家庭智能化控制产品与解决方案的研发、生产、销售和服务的全球知名企业，是全球知名的智能家居公司。 Witlife维德莱夫智能家居系统，是采用自动化控制系统、计算机网络系统、网络通讯技术、无线射频(RF)技术于一体的智能控制系统。具有实时显示、即时控制、预设控制、远程控制等功能，可以用家用电脑、手机、平板电脑、RF遥控器、触控面板等多种方式进行控制。通过网络可以完全掌控家庭、酒店所有的灯光、空调、电视、音响、热水器、饮水机、电饭煲、房门、窗帘、供养、浇花等。 Witlife维德莱夫，智能生活，智慧人生，一切尽在掌握之中。推出的世界上最先进的网络家居控制系统，广泛应用于现代住宅中的安防监控、灯光窗帘、温度湿度、音乐影院等智能控制，并能无

缝接入小区网络对讲、家庭物联网。二、网络家居控制系统的设计标准本设计方案主要参照以下设计标准： 1、JGJ/T16-92 （民用建筑电气设计规范） 2、EN50090 （欧洲电工标准）三、智能家居系统结构原理智能家居控制系统采用目前最先进的网络架构，分散控制各个子系统，最适合现代家居的应用，其结构如下：智能家居控制系统结构智能家居控制系统的基本构成是网络点，网络点通过网络线接入路由器构成的家庭局域网。可以高速双向传输控制、信息、视频、音频等。由上图可看出，智能家居控制系统平台能够搭载各种控制子系统，除了继电器控制信号，它能控制任何控制协议，传输任何音频、视频、信息数据，并能双向反馈。智能家居控制系统具有： ?居家安防控制 ?居家监控系统 ?灯光智能控制