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
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:
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
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:
[2] 李文促,段朝玉.ZigBee2007/PRO协议栈实验与实践[M].北京:北京航空航空大学出版社,2009.
[3] 夏立方,蔡娇,赵升,等.基于ZigBee技术的智能无线调光系统设计[J].电子测量技术,2013,36(10):109-114