基于物联网技术的智能照明系统

郑小奔

摘要：为了降低家庭照明的能耗以及提高生活的便捷度，设计了一种基于物联网的智能照明系统。系统设置了无人模式、睡眠模式、自动模式，用户可通过微信公众号语音选择模式以及手动控制，也可以由系统根据监测到的数据智能进行选择与控制，利用PWM技术对灯的亮度进行调节。该系统具有成本低、功耗低、易维护等特点。

关键词：物联网；ZigBee；云服务；微信控制；数据库

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）25-0140-02

能源使用在当今社会已经变得越来越严峻，全世界都提倡节能环保。同时，人们需求的提升与科技的发展，智能家居、家庭自动化逐渐完善且变得越来越有市场。因此，照明技术与智能家居相结合，于是出现智能照明系统，具有广阔的应用前景。

本文提出一种基于物联网的智能照明系统，以ZigBee技术组成一个家庭范围内的无线传感网络，终端节点上带有光照传感器与人体红外感应器，能够监测家庭内人的活动与光照度，采集到的数据通过Adruino+ENJ网关发送到构建的新浪云平台上。用户可以通过微信接入新浪云平台，发送语音、文字及选择按钮去控制家里的LED灯亮度。

1 系统总体结构

1.1系统的结构

本系统采用ZigBee技术，协调器与终端节点自动组成星型网进行通信，移动终端（手机、平板电脑以及个人电脑）通过登录微信息即可进入控制界面。如图1所示：

1.2系统的功能

本系统主要分为：1）无线传感器网络；2）网关；3）云平台；主要功能为：1）能够用微信进行语音控制；2）在微信菜单可手动地设置模式；3）设置手动模式、睡眠模式、自动模式。睡眠模式下，LED灯会慢慢变暗直至熄灭，自动模式下可自动根据家庭场景来调节亮度。可以根据场景的变化智能选择模式使得照明系统变得更加智能化。

2 硬件设计

2.1 节点硬件设计

终端节点由CC2530与人体红外感器、光照传感器、PWM调光模块组成。CC2530通过IIC通信协议控制光照传感器数字获取实时的光照值，再发送到协调器节点，人体红外感应

图3 调光模块

器为开关型传感器。CC2530通过光藕来控制LED，利用PWM调光。示意图如图2所示。

2.2 调光模块硬件设计

CC2530输出PWM信号给光耦PC817，使PC817导通并传递高电平给三极管，三极管TIP41C导通， 形成回路使LED得到12V电压。PC817与TIP41C的响应时间极短，所以可以作为PWM调光的器件。硬件如图3所示。

2.3 网关模块硬件设计

网关使用的硬件是arduino和ENC28J60，并且在IDE arduino下编程实现所需功能。ENC28J60连接网络需要用到函数ether.begin（），ether.dhcpSetup（）和ether.staticSetup（）

3 软件设计

系统实现ZigBee星形网络，协调器能够接收微信云平台的命令控制终端节点，并将状态值反馈给云平台，记录在数据库中。自动模式下，终端节点通过传感器采集数据，根据场景自动控制PWM进行亮度调节。在无人模式下，关闭PWM。在睡眠模式下，控制PWM逐渐地降低亮度。软件设计图如图4。

4 显示界面

进入微信客户端，可以进行控制。可以用语音与按钮选择控制。

5 结论

本文实现了一个智能化照明系统。该系统具有低功耗，低成本，结构简单，智能化等优点，能够长时间稳定地工作，具有很高的应用价值

参考文献：

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