基于物联网的智能照明控制系统设计

需求分析 系统的总体设计 系统硬件设计 系统软件设计 预期效果
情绪检测与生理参数关系分析
生理情绪采集与人体心率的关系 之负面情绪与人体心率关系图
需求分析 系统的总体设计 系统硬件设计 系统软件设计 预期效果
灯光控制器功能需求与设计
• 室内阅读或看电视对 光照强度的要求苛刻
• 忘记关闭照明灯造成 浪费
计
进行控制调节
2. 被动控制指的是主控器通过
传感器对室内的环境参数和
人体的生理参数进行判断，
然后对室内的背景灯的颜色
进行调节
需求分析 系统的总体设计 系统硬件设计 系统软件设计 预期效果
蓝牙通信电路的设计
蓝牙通信模块
很多设备都配有蓝牙通信模块，这就减少 了硬件改造的费用。 因为 ZigBee 传输模块占用了主控芯片的串口 通信接口，所以蓝牙模块通信采用软串口 的方式与主控芯片进行通信。
该款传感器为单总线式数字传感 器，可以直接读取当前温度的准 确值，且为单总线式，使用时只 需直接与微控制器相连就可以实 现数据的输入 。
需求分析 系统的总体设计 系统硬件设计 系统软件设计 预期效果
光
敏
传
传
感
感
器
器
电
路
设
计
光强与光敏电阻阻值关系表
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智能照明控制系统结构
系统硬件设计
需求分析 系统的总体设计 系统硬件设计 系统软件设计 预期效果
系统硬件设计架构图
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DS18B20 电路图
传 感 器 电 路 设 计
温度传感器
特点
体积较小 硬件成本低廉 精度高
测量范围：- 55 ℃- 125 ℃ 转换时间：94ms 分辨率：0.5 ℃
基于物我联们网的毕智业能照啦明控制 系 统 设 计 其 实 是 答 辩 的 标 题 地 方
答 辩 晏皓然
组员1 李 泽 浩
组员2 高 亚 晶
C O N TA N T S
背景和需求 系统的总体设计 系统硬件设计 系统软件设计 预期效果
背景和需求
相关背景 系统的百度文库体设计 系统硬件设计 系统软件设计 预期效果
需求分析 系统的总体设计 系统硬件设计 系统软件设计 预期效果
传 感
工 作 原 理
红外探测器是靠探测人体发射的红外线来进行 工作的。探测器收集外界的红外辐射进而聚集到红 外传感器上。红外传感器通常采用热释电元件，这 种元件在接收了红外辐射温度发出变化时就会向外 释放电荷，检测处理后产生报警。
器
电
路 设 计
环境参数 生理参数
手机 平板
系统软件设计
需求分析 系统的总体设计 系统硬件设计 系统软件设计 预期效果 对数据包的格式进行定义，其规定的数据包结构为： @人体心率+环境温度+光照强度+背景灯颜色#
数据传输流程图
与规范不 统一
需求分析 系统的总体设计 系统硬件设计 系统软件设计 预期效果
满足生活需求
智
多以开关控制为主 功能简单、安装便宜、互换性好
能
大范围使用布线复杂
照
容易造成电能浪费
明
技 术
1 定时开关灯控制
2 LED灯定时调光
6 的 远程实时监控
发 展
3 灯具故障检测报警
5
数据采集管理
人 体 红
外
模
块
红外探测器
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主照明灯光调光控制的设计
1. 高亮度、暖白色的 LED 光源
灯
2. 功率为 10W，低于普通白炽
光
灯 3. 能够通过主控进行调光
控
制
器
的 设
背景灯的颜色控制的设计 1. 主动控制是指用户能够通过
自己的需求对于光源的颜色
比尔盖茨的智能家居示意图
安防报警
电器控制
照明控制
家庭网关
HOUSE
日程管理
环境控制
门禁控制
相关背景 系统的总体设计 系统硬件设计 系统软件设计 预期效果
海尔家居 U-home 网络拓扑图
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实用性差 价格居高
不下 安全问题 行业标准
高
Z-Wave 低
ZigBee 低
Wifi 高
通信距离
3米
10米
30米
75米
100米
能耗
低
较高
较低
低
较高
网络节点 容量
应用领域
2个
点对点通 信
8个
音频信号 传输通信
232个 智能家居
65000个
工业控制 智能家居
与路由器 有关
以太网访 问
需求分析 系统的总体设计 系统硬件设计 系统软件设计 预期效果
传
感
器
心率传感器
电
路
设
计
APDS 接口电路
工作原理
在传感器模块中内置 有可以穿透进入人体皮肤下 层毛细血管的光线发射器， 当心脏通过收缩把富含氧的 血液压入人体的动脉，最后 进入毛细血管，血液的颜色 会发生周期性的变化，不同 颜色对于光线的反射是不同 的，传感器内置有反射管线 的接收器就能够检测出这一 周期性变化，从而就可以测 算出心脏的收缩频率，也就 可以测出心率了。
4 路灯线路防盗报警
系统的总体设计
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应用层
1. 控制灯具光强、开闭、颜色
智
能
照
明
系
传输层
1. 采用ZigBee网络进行家居内数据传输
统
的
构
成
感知层
1. 环境数据的采集，包括室内光强、温度、 判断是否有物体靠近
2. 人体一些基本参数的确定，比如心率
• 傍晚找不到电源开关 • 室内灯光颜色单一
• 系统检测到人次靠近 或离开，自动打开或 关闭灯具
• 根据室内光强，调节 照明灯具光强
• 根据室温和人体心率 对背景灯颜色进行调 节
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无线通信方式的分析和比较
方式 参数
成本
IrDA 低
Bluetoot h
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家居照明环境氛
节能功能
智
围的控制与设定
能
照
明
系
统
的
基
本
功
照明功能
生理情绪 调节功能
能
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色
彩
心
的
理
温 度
情
绪 与 色 彩 的 关
之 物 理 效 应
重 量 体 积 效 应
效 应
系
色 彩
分
的
析
距 离
效
应
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心
理
情
绪 与 色 彩 的 关
之 心 理 效 应
系
分
析
红色 典型的暖色调 热情、自信、血腥、暴
力
橙色 同样属于暖色调 坦率、健康促进食欲
绿色 不冷不暖色调 积极、平静、安心
蓝色 冷色调 广阔、深邃