这是描述信息

基于低功耗zigbee无线模块的智能照明系统设计与实现

基于低功耗zigbee无线模块的智能照明系统设计与实现,针对当前照明系统布线复杂、能耗高的问题,采用无线通信模块将指令信息传递到控制端和LED照明模块之间,构建基于ZigBee模块的无线通信网络,测试无线通信网络的可行性和有效性,证明该设计能有效解决控制端与照明端有线连接带来的布线复杂问题。同时,控制系统可以远程控制照明设备的开关。测试控制系统的亮度和定时功能的可靠性和有效性。因此,该系统可以实现节能减排的效果。


如今,照明系统更加注重智能照明的简单性、便利性和低能耗性,以提高生活质量,享受低碳生活。在智能照明系统的普及率方面,美国约占70%,欧洲约占45%,中国智能照明系统的普及率不到5%。随着人们对美好生活需求的升级,智能控制是未来照明系统发展的重要方向。目前,对智能照明系统的研究越来越成熟,但许多设计方案布线复杂。维护成本高。安全性能低。能耗仍然很大。系统方便性和灵活性差。智能终端常用的无线通信控制照明设备。常用的无线通信技术包括WiFi、蓝牙和Zigbee。相比之下,采用Zigbee无线通信网络作为智能照明系统的内网具有设备成本低、组网方便、功耗低的特点。在构建无线传感和照明控制网络方面具有相当大的优势。采用ZigBee和单片机相结合的方法,研究智能照明系统。该设计可以减少灯具的工作时间,延长灯具的使用寿命,有效节约能源,从而达到节能、环保、智能控制的目的。


Zigbee、NB-IOT等物联网技术,基于相同的软件开发,建立中间平台打破信息岛,可以实现智能城市照明系统的数据互联,在世界上掀起了新的革命浪潮,智能城市建设模式的情况下,可以实现技术同源的目的,改变传统的智能城市子模块系统。难以集成的尴尬。在中国,智能照明系统采用总线技术实现脉冲调制信号的传输。例如,苏州科技园区的景观智能照明系统采用DMX512总线控制模式,但布线复杂。维护成本高。系统方便性和灵活性差,安装的照明环境难以整改,难以实现智能控制。另一种模式是基于WiFi的LED智能控制系统。手机接入无线WiFi后,存在灯具安全性能低、能耗高的问题。中国Yelight公司推出了YelightBlue无线智能蓝牙灯泡。其优点是以蓝牙4.0手机为移动控制端,无需安装网络控制器,但控制传输距离有限。相比之下,Zigbee功耗低。可接入节点多。响应时间短。传输速度慢。可自组网络,适用于字节少的场景。


该系统以Zigbee无线通信模块和STM32F427VIT6单片机为处理核心。Zigbee无线通信模块通过WiFi或网络电缆与路由器连接,路由器可以通过互联网将信息上传到云服务器,以避免信息丢失。同时,通过路由器建立个人电脑终端。手机终端与网卡的连接可以连接到网络电缆或WiFi通过路由器访问Zigbee无线通信模块,手机终端可以通过路由器访问Zigbee无线通信模块,并向Zigbee模块和STM32F427VIT6单片机发出指令,然后使用Zigbee网络控制用Zigbee网络控制键开关和LED灯组,实现PC终端。移动终端的多重控制,以调节亮度和控制开关等功能。整个智能照明系统由硬件系统和Visualstudio建立的软件系统组成。系统运行的基础是硬件系统的设计和构建,软件系统在硬件系统的基础上稳定运行,相辅相成。


该系统是基于Zigbee开发的智能照明系统。通过模块化设计,采用Zigbee模块和STM32F427VIT6单片机控制模块,与WiFi模块、电源模块、LED灯驱动模块、LED灯组成完整的硬件系统。


以大学教学楼为设计和应用对象,教学楼属于三维空间,信号容易被墙体、门窗等建筑物覆盖,因此无线和有线结合更合理。一方面,ZigBee无线通信可用于收集和控制宽敞的教室内的教室灯具,尽可能减少室内线路的改造,降低成本;另一方面,对于教室数量较多的教学楼,为了保证系统的稳定运行,监控平台与STM32F427VIT6单片机和ZigBee模块之间采用WiFi通信。然后通过ZigBee网络将信号数据传输到ZigBee终端节点。

监控平台实时显示和远程控制每个教室的灯具。管理者可以使用浏览器请求和处理远端用户信息和教室照明的管理,以提高工作效率。

整个智能照明硬件系统包括系统硬件电路、系统硬件组成和硬件设备的选择。IOT开发板、Zigbee无线通信模块.电源模块、WiFi模块、LED灯驱动模块和LED照明模块构成了整个硬件系统,保证了智能照明系统的稳定运行。


整个系统的运行要求硬件电路系统具有良好的可靠性和稳定性。采用IOT开发板,配备STM32F427VIT6单片机和Zigbee模块。其中,STM32F427VIT6单片机集成度较高,其外种类繁多,包括RTC.ADC.DMA.SPI.USB.TMER等。本系统以STM32F427VIT6小系统板为控制核心,通过I/O端口连接Zigbee模块.WiFi模块.电源模块.LED灯驱动模块组成集成控制系统,实现LED灯组照明的合理控制。


根据智能照明系统的功能需求,构建了有机集成照明硬件系统和软件系统的系统方案,并根据Zigbee网络的特点,提出以STM32F427VIT6单片机和Zigbee模块为基础控制中心模块,结合WiFi模块。LED灯驱动模块和LED照明模块,完成智能照明系统硬件系统的设计。


基于Zigbee智能照明系统,以IOT开发板上的STM32F427VIT6单片机和Zigbee模块为基本控制中心模块,STM32小系统包括I/O模块。Zigbee无线通信模块和电源模块,32位多层AHB总线矩阵构成STM32小系统的主系统,包括复位电路。


ZigBee模块的主要工作分为两个方面:一方面收集数据信息,将收集到的灯具状态信息传输给STM32F427VIT6单片机进行分析处理;另一方面,ZigBee网络将监控平台发布的操作指令传输到终端节点,查询或发布灯具状态的操作。CC2530作为ZigBee无线通信模块,可连接C251.C261等外部元件,不仅可以实现数据解调和调制功能,还可以实现LED灯具数据信息的感知功能。


LED驱动模块接到ZigBee终端节点发出的指令后,根据指令控制LED灯的开关、亮度和红、绿、蓝三色灯,满足用户的个性化需求,增强用户体验。LED驱动模块的工作电压为5V,因此需要电源模块的调压。每个LED驱动模块通过PWM+接口连接到信息指令,并通过LED+和LED接口连接到各自的LED灯,以控制灯。


由于系统中各种芯片的工作电压不同,因此应将220V交流电压转换为不同的工作电压,以满足各种芯片的不同需求。使用电源模块的工作电压(VDD)要求在1.8V-3.6V之间,STM32F427VIT6单片机和负责数据信息通信的WiFi模块作为整个硬件系统的控制中心分别使用3.3V和5V电压。因此,通用220V交流电压需要通过电路中的变压器降低到12V交流电压。之后,应通过电解电容过滤器将其转换为更稳定的12V直流电压。通过稳压芯片将12V直流电转换为STM32F427VIT6单片机使用的3.3V直流电和WiFi模块所需的5V直流电。


WiFi模块的功能是构建操作端与控制平台之间的桥梁,将用户在操作端发布的指令传递给控制平台。控制平台收到指令。STM32F427VIT6单片机处理后,通过ZigBee网络将指令发送给连接ZigBee终端节点的LED控制模块,LED控制模块控制LED灯。简言之,WiFi模块在PC端和移动终端的操作平台连接中央控制平台方面发挥着作用。因为它是一个外包模块,所以没有详细说明。


有三种类型的复位,即系统复位、电源复位和备份域复位。除了备份域的寄存器和时钟控制的寄存器中的复位标志外,所有其他寄存器都将被复位为复位值。在几种常见的复位形式中,窗口看门狗计数结束(WWDG复位)、独立看门狗计数结束(IWDG复位)、软件复位(SW复位)、低功耗管理复位、1NRST引脚低电平(外部复位)也系统的功能包括三个功能:灯具开关、亮度调节和红、绿、蓝灯调节。软件系统分别用于计算机和手机的两个不同控制端。通过客户端与控制模块和灯具控制模块之间的通信,实现灯具的控制。两者功能相同,可独立进行系统控制。操作界面主要包括用户信息和灯具信息。用户信息包括两个功能:密码登录和账户注销,灯具信息包括三个功能:全开、全关和个性化服务。个性化服务可以单独打开或关闭灯具地址,手机和PC通过自己的WiFi连接控制。


用户可以访问客户端进行灯具管理。灯具开关分为单灯和多灯。在操作界面菜单栏的灯具管理下拉菜单中,单个LED灯可根据LED的标记地址单独打开或关闭。


PC用户或移动用户可以通过访问客户端来调整LED灯的亮度。调整亮度功能是点击个性化管理按钮,在客户端旁边菜单栏下拉菜单的个性化管理中进入个性化管理界面。用户可以在亮度框中输入需要亮度的字符,然后点击下面的更新控制按钮。接到用户的指示后,系统发送到连接Zigbee终端节点的LED驱动模块。LED灯会立即改变亮度,真正实现节能。


用户通过访问客户端来调整LED灯。基于Zigbee的LED灯智能控制系统支持在方框中输入控制字符进行调整。他们将通过Wigbee模块接收到的灯具控制状态字符,通过WiFi无线通信网络实时改变灯具状态的功能。灯具状态字的格式,如A***B、A和B,表示状态字的开始和结束。***依次为亮度、红、绿、蓝三色光的占空比。


系统测试包括系统功能测试和系统整体测试。系统功能测试还包括登录界面测试、取消界面测试和调整亮度测试。系统功能测试基于Zigbee的智能照明系统软件调试。用户可以通过移动终端和PC终端访问客户终端,登录后可以进行相应的操作。
1.登录界面测试。
打开手机或PC端的客户端,来到智能照明控制系统客户端的初始界面。例如,单击输入帐户名称秋香和密码qiuxiang。输入后,单击下面的登录按钮进入操作界面,即成功登录。
2.取消界面测试。
进入智能照明系统客户端的操作界面后,您可以在左侧的菜单栏中找到用户信息栏,并在下拉菜单中找到取消登录菜单。点击取消登录进入取消界面,点击取消登录按钮,成功取消。
3.调节亮度测试。
调节亮度实验以PC端为例,也进入智能照明系统客户端操作界面,在左菜单栏找到灯信息栏,在下拉菜单中可以找到个性化管理菜单,点击个性化管理菜单进入灯个性化管理界面,找到亮度栏,输入所需的灯照明亮度参数调整界面和调整成功提示界面。


安装整个系统的硬件电路后,首先用万用表测量每个硬件模块的电压值和电流值,以防止硬件模块因硬件电路连接错误而烧坏,合理安排硬件系统的所有模块和线路位置,确保整个系统模块和线路的平稳运行。该系统以STM32F427VIT6单片机和ZigBee无线通信模块为整个系统的控制中心。将所有硬件模块正确连接到EIOT输入/输出端口。由于LED灯组的工作电源为12V,LED驱动模块与连接的ZigBee无线通信模块的工作电压为5V,因此需要调压。电源连接后,ZigBee无线通信模块、LED灯组指示灯依次亮起,控制端的EIOT板指示灯也亮起,系统整个电路正常运行。用计算机打开visualstudio软件编写的教室灯管理系统网页,输入正确的帐户和密码,进入教室灯管理系统操作界面。点击左菜单栏中的灯管理,点击下拉菜单栏中的全开按钮。LED灯组在收到连接到Zigbee终端节点的全开指令后亮起。然后点击下面的个性化管理按钮进入个性化管理界面,在亮度栏中输入字符,点击下面的更新控制按钮,LED灯组的亮度会发生变化。然后依次调整红光、绿光和蓝光的值。LED灯组在接到指令后发生变化。后,点击左菜单栏中的灯管理,点击下拉菜单栏中的全关按钮,LED灯组在接到指令后熄灭所有灯。综上所述,基于Zigbee的设计功能。


近年来,智能家居进入了人们的消费视野,不仅满足了人们更高的家庭需求,而且也满足了节能减排的发展理念。在此背景下,基于Zigbee的LED灯智能控制系统可以根据用户需求和个性化设置LED灯,即灯开关、亮度调节、红、绿、蓝光调节。在实际使用过程中,预期的设计目标已经实现。该系统可用于公共照明、办公照明等场所,可有效节能。


该系统根据用户的实际需要进行个性化的功能定制,使用户能够消除机械化操作,进行远程控制,变得更加人性化。该系统采用Zigbee无线通信技术,经济安全,移动客户端是当今广泛使用的手机,操作方便,推广优势大,功耗低,操作方便,能有效避免有线布线不便,具有良好的市场前景。

地址:深圳市宝安区西乡街道麻布社区宝安互联网产业基地A区6栋7栋7706

邮箱:Sales@ferry-semi.com

版权所有©2020  深圳市飞睿科技有限公司  粤ICP备2020098907号    飞睿科技微波雷达wifi模块网站地图