如何构建基于ZigBee无线网络的智能照明系统

时间： 2016-05-17 来源：华强电子网（世强编辑整理）

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智能照明实际上是对照明产品实现智能控制，与传统照明相比，智能照明可达到安全、节能、舒适、高效的目的，因此智能照明在家居领域、办公领域、商务领域及公共设施领域均有较好发展前景。

近年来，国内外针对室内照明控制系统开展了大量的研究。ZigBee无线传感网络引入室内照明控制的研究中，为室内照明控制的进一步研究提供了良好的思路。

整个系统由ZigBee无线传感器网络、基站和远程监控中心组成。每个房间都布置有检测环境信息的传感器和人工照明控制器。通过传感器采集房间的照度、人员位置等各个环境信息，并经由Zig2Bee无线传感器网络传输至基站PC机。基站PC机对相关信息自动进行分析处理，计算房间所需引照度来确定照明模式，并通过ZigBee无线传感器网络将结果输出，以控制人工照明控制器的工作，从而实现室内照明的自动控制。基站PC机还可以实时显示各个设备的相关信息，并通过无线通信方式将信息传输到用户手中（远程监控中心）。

在该系统中，ZigBee无线传感器网络采用网状网络拓扑结构，节点分为四类：传感器节点、控制器节点、路由节点和协调器节点。传感器节点嵌入多种传感器，用于读取并传输照明控制所需的相关环境信息。控制器节点嵌入照明控制板，以控制照明度；此外，控制器节点还有中断响应功能，能够处理用户的控制指令。路由节点接收该房间传感器节点采集的相关信息，并将其传输至协调器节点，再将协调器节点的控制指令传输至传感器节点和控制器节点。协调器节点与基站PC机通过RS2232串口相连接，用于所有网络节点的地址分配和管理，并能够监控各种信息的发送与接收。

基站负责控制整个网络，既需要完成无线传感器网络节点信息的采集，又需要完成所采集信息的分析处理及控制输出，以完成室内照明的智能控制，并达到节能的目的。

其中，ZigBee网络节点设计是硬件设计的核心，网络节点以SILICON LABS公司的EM3585芯片为例，其工作频率在2. 405至2. 480 GHz之间，并在频带内划分了16个信道，每个信道占用5 MHz的带宽，采用直接序列扩频的通信技术，具有250 kb / s的数据传输速率。该芯片采用可编程功率输出模式，发送功率为+8dBm，接收灵敏度可以达到-102 dBm。EM358x系列高配置最大拥有512KB Flash、64KB RAM，以及丰富的外设功能。另外，Silicon Labs还可以提供一整套完整的ZigBee无线协议智能照明及家居自动化控制参考设计，可实时通过ZigBee进行灯具开/关及调光应用。

如下所示为照明应用方案的标准模块，可简化应用设计。

当节能降耗成为关系到国际市场竞争能力、资源保护和环境保护等社会经济可持续发展的重大问题时，大力推广“绿色楼宇”的建设和改造也就成为必然。在“绿色楼宇”建设过程中，采用智能照明控制系统带来的效果非常显著。因此，智能照明应用在绿色楼宇前景可期。

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好运常伴吾 Lv8. 研究员 2018-04-04

很好

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