基于Zigbee的智能灯光控制系统设计毕业设计

基于ZigBee技术的智能照明控制系统设计摘要：为了实现智能照明控制，本文提出了一种基于ZigBee技术的智能照明控制系统设计方案。

该系统采用无线传输方式，能够实现智能化照明控制、亮度调节、时间控制等功能，在提高照明质量的同时也达到了节能、智能、环保的目的。

论文首先介绍了照明控制系统的现状以及ZigBee技术的特点，然后对系统的硬件和软件设计进行了详细介绍。

最后，通过实验验证了该系统的可行性，并对其进行了评价和总结。

关键词：智能照明控制；ZigBee技术；亮度调节；时间控制；节能。

正文：一、研究背景与现状随着社会的发展，人们对照明环境的要求也越来越高，不仅要保证照明质量，还要达到节能、智能、环保的要求。

因此，照明控制技术成为了当前照明领域的研究热点。

目前市场上已经出现了一些基于传统有线照明控制系统改进的智能化照明控制系统，但由于其存在布线麻烦、安装成本高、可扩展性差等问题，无法满足人们对照明控制的需要。

而ZigBee技术作为无线传输的一种，能够支持多种照明设备的互联互通，因此成为了照明控制技术中的“明灯”。

二、ZigBee技术的特点ZigBee技术是一种采用无线方式进行通信的低速、低功耗、低成本的短距离设备网络技术，又称为无线传感器网络。

以下是ZigBee技术的主要特点：1.低功耗ZigBee技术采用了短数据帧、低发射功率等技术手段，能够大幅度降低设备功耗，从而延长设备的使用寿命。

2.多层网络结构ZigBee技术对每个设备进行地址分配，从而组成一个层级结构的网络。

设备之间可以通过多跳传输方式实现数据传输，从而提高了网络的可靠性和覆盖范围。

3.数据安全ZigBee技术采用AES-128位加密方式对数据进行加密，保障了数据的安全性。

4.小型化ZigBee技术的设备小巧轻便，比如说基于ZigBee技术的芯片集成了处理器、无线传输模块、存储器和I/O接口等多种功能，具有相当高的集成度。

三、系统设计本文设计的基于ZigBee技术的智能照明控制系统，主要由以下几部分组成：单片机控制模块、ZigBee模块、光照传感器模块、人感传感器模块、继电器模块及LED灯具模块等。

己口ｌ口年１月第己ｇ卷第ｌ期绷麟黼鬟麟瓢凌纛ｇ瓣熬状的无线传感器网络，其中接入节点通过串口与ＰＣ相连，在网络中起协调器的作用，上电后自动建立网络，路由和终端节点可自由加入网络。

图１系统结构模型图在网络构建完成后，各节点通过ＺｉｇＢｅｅ技术相互通信，数据中心可通过接入节点向网络中的路由节点或终端节点发送控制命令，路由节点或终端节点也可以多跳路由的形式将监测数据传送给接入节点，再通过串口转发给数据中心。

２系统硬件设计２．１微控制器选择目前单片机微处理器种类繁多，且不断向低成本、低功耗方向发展［４］。

ＭＳＰ４３０系列单片机作为ＴＩ公司推出的超低功耗产品，非常适合在无线传感器网络中使用［５］。

ＭＳＰ４３０Ｆ２６１８作为ＴＩ公司近期的一款产品，与以前的产品相比，ｃＰＵ时钟提高到１６ＭＨｚ，待机电流降低到１弘Ａ，从待机模式唤醒的响应时间减少为１ｐｓ，Ｆａｌｓｈ容量增加到１１６ＫＢ，可在不外扩存储单元的同时，提高单片机性能。

在超低功耗方面：休眠模式增加到５种，可通过更加灵活的调整休眠模式，降低功耗，最低耗电可达ｏ．１“Ａ。

综上，选择ＭＳＰ４３０Ｆ２６１８单片机作为本设计的ＭＣＵ。

２．２射频芯片选择ＩＥＥＥ８０２．１５．４标准目前支持的芯片有飞思卡尔公司的ＭＣｌ３１９２、Ｅｍｂｅｒ公司的ＥＭ２４２０以及ＴＩ公司的ＣＣ２４２０和ＣＣ２５２０等‘…。

ＣＣ２５２０是ＴＩ公司为ＺｉｇＢｅｅ低功耗无线应用推出的第２代２．４ＧＨｚ射频芯片，与其他几款芯片相比，具有工作电压范围最大、休眠电流最小、接收灵敏度最高、封装尺寸最小等优点。

虽然发射／接收电流相对ＣＣ２４２０较高，但其休眠电流远低于ＣＣ２４２０，而节点通常为低占空比工作模式，休眠电流对节点的功耗影响更为明显，因此，本设计选择ＣＣ２５２０射频芯片。

ｑ“”４““”疆研究与开发黉２．３光控模块设计光控电路原理图如图２所示。

光强二极管、单片机由电池供电，白炽灯由市电供电。

首先光敏二极管Ｓ１０８７将光强信号转化为电流值，电流通过负载电阻转化为电压值传送给ＭＳＰ４３０Ｆ２６１８的Ａ／Ｄ转换器，单片机将采集到的数字信号与寄存器设定值进行比较，比阈值小则说明外界光强较弱，需增加白炽灯的发光亮度；反之，需降低白炽灯的发光亮度。

基于ZigBee的智能灯控系统设计摘要自从爱迪生发明了灯泡以来，灯就已经成为家庭日常必需品。

而随着社会经济的不断发展，节能减排成为一个急需解决的问题。

但是现今的有线控制灯系统，布线烦琐，开关量大，成本高，用电量大，浪费严重且日常维护困难，浪费人力物力。

由于这种情况，本文旨在设计一种基于ZigBee技术的无线自动化照明灯控制装置，在保障照明质量前提下，实现智能节能灯控。

用户通过智能设备能随时检测所有灯的状态，通过PC机无线控制灯的明暗和开关，从而实现智能控制，达到节能减排等一些目的。

关键词智能节能；智能控制；节能减排1 前言系统主要由四大部分构成：照明灯部分、协调器部分、上位PC机部分、用户客户端部分。

照明灯部分由CC2530芯片、检错电路、光敏感传感器、MW调光及开关、照明灯组成。

CC2530芯片可以通过PMW控制灯的明暗和开关。

检错电路和光敏感检测灯的状态信息发送给CC2530芯片，芯片收集处理信息。

协调器由CC2530芯片和MAX232组成。

协调器部分与照明灯部分的CC2530芯片基于Zstack协议搭建ZigBee无线通信技术实现无线通信。

下位的CC2530芯片将信息无线发送至协调器CC2530芯片，协调器CC2530芯片收集多组信息，集成处理。

协调器经由MAX232串口通信与上位PC机连接。

PC机收集数据，处理分析，监控整个系统。

PC机基于TCP/IP 协议搭建无线局域网，客户端通过无线网络连接PC机，获取信息，同步数据，实现智能监控。

整个过程由上到下，由上位PC机发起，然后由灯控上的节点应答[1]。

2 系统的总体结构设计该系统基本是由四部分组成：协调器节点、灯控节点、上位机Web平台和安卓或WinCE控制终端。

本设计的ZigBee协议栈是以ZStack协议栈为基础而进行开发的。

Zstack协议栈由TI官方建立，它的普及性极强，二次开发容易，适用于各种人群。

而上位机拥有Web平台功能和具有服务器性能，因此可借助服务器来组建无线局域网，从而将手持控制终端设备加入到局域网中，以便达到手持设备与协调器节点的相互通信的目的。

摘要在现代社会，自动化与智能程度得到很大提高的今天，家居智能管理很有可能是人们今后的主流选择。

本文在研究的过程中，立足家庭照明展开了分析。

在具体的论述上，通通过实现传统和智能照明模式比对，通过分析目前主流照明控制中家庭照明中凸显出部分严重问题，如照明控制方式落后，甚至很大程度都还是采用机械开关，安全系数低，舒适性差，布线复杂等。

考虑到既有控制方式的不足，其很容易导致资源的浪费，甚至在控制的过程中，由于错误控制，导致明明房间里没有人，但是却灯火通明的现象。

所以要想改进不足，就必须实现控制的深入研究。

本文在研究过程中，对传统以及现代照明展开了深入的探讨和论述，基于比对实现优缺点的获取。

同时在进行研究过程中，本文提出了可以基于Zigbee应用实现无线智能控制改变方案的提出。

在本文所研发的系统中，通过搭载两个Zigbee功能板，一块功能板的作用是导入，同时将导入的数据作为信号发射出去，给予控制器一个信号。

同时另外一块功能板可以直接和继电器连接，其可以实现第一块功能板发出信号的接收，按照信号指令来完成室内照明管控。

在这种控制方式下，只有室内有人，且光线不足时才点亮所需灯光，而在室内无人，光线不足的情况下，灯处于熄灭态势。

借助这种方式进行管控，能够有效实现能源的节约，真正的实现智能化管控呢。

本文中将会详细的介绍整个控制系统的功能以及控制策略，软件程序设计包括LED灯初始化、光敏传感器初始化、PIR传感器初始化、协议栈初始化，串口通讯等。

最后，将会在模拟实际环境下，对其进行测试可行性与性能。

大量的实验证实，通过引入Zigbee无限控制，可以实现突出的管控效益，并且可以显著提高节能效果，改善“无人灯亮”的问题。

关键词：Zigbee，光敏传感器，热释红外传感器，节能AbstractIn this paper, the characteristics of traditional lighting and modern lighting are st udied comprehensively. By comparing the advantages and disadvantages, an advance d wireless intelligent control change scheme using Zigbee is given. That is to say, two Zigbee function boards are used in the system, one is imported into the photosensitiv e sensor and the thermo-infrared sensor, which are used for signal transmission, the ot her is connected to the relay module to receive signals and combine them. Control the light to turn off.In modern society, the degree of automation and intelligence has been greatly improved today, home intelligent management is likely to be the mainstream choice for people in the future. The main research object of this paper is family lightin g. It mainly compares intelligent lighting with traditional lighting. Through the analys is of some serious problems in the current mainstream lighting control, such as backw ard lighting control mode, mechanical switch, low safety factor, poor comfort, comple x wiring and so on. Because of the insufficiency of these control methods, energy is w asted enormously. Even in the mistaken area of control, there is no one in the room, b ut the lights are bright. In view of these shortcomings, it is necessary to do a further re search and development on control.In this control mode, only when there are people in the room and the light is insu fficient to light the required lights, but when there is no one in the room and the light i s insufficient, the lights do not turn on. This control method can solve the problem of wrong interruption and energy waste. In this paper, the function and control strategy o f the whole control system will be introduced in detail. The software program design i ncludes LED lamp initialization, photosensitive sensor initialization, PIR sensor initia lization, protocol stack initialization, serial communication and so on.Finally, the feasibility and performance of the system will be tested under simulated r eal environment. Experiments show that the use of Zigbee wireless control can have a good control effect, and can significantly improve the energy-saving effect, improve t he "unmanned light" problem.Key words: Zigbee, photosensitive sensor, pyroelectric infrared sensor, energy saving目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 基于Zigbee灯光控制系统研究的背景 (1)1.2 现有灯光控制方案 (2)1.2.1 传统灯光控制 (2)1.2.2 声控有线自动控制 (2)1.2.3 光强无线灯光控制 (2)1.3 方案比较 (2)1.3.1 传统灯光控制方式 (2)1.3.2 声控有线自动控制 (3)1.3.3 光强无线灯光控制 (3)1.4 本文设计方案 (3)1.4.1 Zigbee无线智能控制 (3)1.4.2 Zigbee控制方案优势 (3)1.4.3 Zigbee控制研究意义 (4)第2章Zigbee简介 (5)2.1 Zigbee介绍 (5)2.2 CC2530 (5)2.3 基于CC2530实验板 (6)2.4 光敏传感器 (8)2.5 热释电红外线传感器 (9)第3章Zigbee无线智能灯光控制 (11)3.1 Zigbee无线控制结构 (11)3.2 设计说明 (11)3.3 系统软件的实现 (13)3.3.1 开发环境介绍 (13)3.3.2 系统初始化 (14)第4章硬件仿真结果分析 (19)4.1 硬件仿真调试内容 (19)4.2 调试结果分析 (19)4.2.1 模拟环境中，光照不足，但是有人的情景 (19)4.2.2 模拟环境中，光照不足且无人员 (20)4.2.3 模拟环境中光照充足，但没有人员 (21)4.2.4 模拟环境中光照充足，且有人员经过 (21)4.3 创新点及应用 (21)4.3.1 创新点： (21)4.3.2 应用： (21)4.4 存在的不足 (22)第5章总结 (22)5.1 工作内容 (22)5.2 展望 (23)基于Zigbee的无线智能灯光控制系统设计第1章绪论1.1基于Zigbee灯光控制系统研究的背景随着电子技术的高速进步，社会经济的不断发展，人们的生活质量也不断的提高，科技的发展也使得生活的节奏越来越快。

基于ZigBee的路灯监控系统设计摘要随着社会经济的不断发展，人们对市政建设中城市照明系统的要求不断提高。

传统的路灯控制技术与维护方法存在着很多缺点和弊端，包括施工复杂，灵活性差，存在能源浪费、智能化程度低、通信稳定度差等，无法适应城市现代化发展的需求。

Zigbee技术是一种新兴的无线网络通信技术，与传统的有线系统相比，其在性能、成本以及组网规模等方面具有很大的优势，适用于智能家居、工业控制和医疗控制等领域。

本文为解决传统路灯控制系统存在的不足，设计出基于Zigbee 技术的LED路灯监控系统。

首先，深入分析当前路灯控制技术的应用背景和国内外路灯控制技术的研究现状。

针对传统路灯控制技术的不足与弊端，阐述了Zigbee技术在路灯控制领域的发展前景。

其次，详细介绍Zigbee技术低功耗、低成本以及网络容量大等特点和符合Zigbee通信协议的硬件开发平台CC2430。

最后，完成LED路灯监控系统的硬件设计以及软件流程图的设计。

路灯控制系统的硬件部分是以CC2430为控制核心，加上一些外围电路组成控制系统，包括光敏电阻检测电路、路灯工作状态检测电路、支路控制电路等，实现路灯根据光线明暗自动开关，检测路灯工作状态等功能。

软件部分主要是路灯控制系统流程图的设计，详细描述整个系统的工作过程。

关键词：Zigbee CC2430 路灯监控AbstractWith the development of society and economy, the requirement of city lighting system has been improving in the municipal construction. The traditional street light control technology and maintenance method are many shortcomings and abuses, including construction complex, flexibility is poor, existing energy waste, low degree of intelligence, communication stability etc, can't adapt to the needs of the development of the city modernization.Zigbee technology is a new kind of wireless network communication technology, the communication technology and traditional compared with the performance, cost, and in the scale of network has a lot of advantages, used in intelligent household, industrial control and medical control, etc. The purpose of this paper is to solve traditional street light control system, the problems of design based on Zigbee technology LED street lamp monitoring system.First of all, the thorough analysis current street light control application background and lamp control technology at home and abroad present situation of the study. According to the deficiency of the traditional street light control technology and disadvantages, this paper expounds the Zigbee technology in the street lamp control areas ofdevelopment prospects.Second, detailed introduces Zigbee technology low power consumption, low costs and network capacity characteristics and meet Zigbee communication protocol CC2430 hardware development platform.Finally, complete LED street lamp monitoring system of hardware design and software flow chart of the design. Street light control system hardware part is CC2430 as control core, plus some peripheral circuit composition control system, including photoconductive resistance detection circuit, street lamp working state detection circuit, control circuit and other branch, and realize the street lamp according to the radial light and shade automatically switch, detection street light work of the state, and other functions. Software of main street is the design of the flow chart of the control system, a detailed description of the whole system working process.Keywords:Zigbee CC2430 street lamp monitoring目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1课题研究的背景与意义 (1)1.2路灯控制技术的研究现状 (1)2Zigbee技术及应用 (4)2.1短距离无线通信技术的比较 (4)2.1.1REID技术 (4)2.1.2 蓝牙技术 (4)2.1.3 红外技术 (4)2.1.4 UWB超宽带技术 (5)2.1.5Zigbee技术 (5)2.2 Zigbee技术简介 (5)2.3 Zigbee网络设备及其拓扑结构 (6)2.4Zigbee协议栈体系结构 (9)2.4.1物理层 (9)2.4.2媒体接入控制层 (10)2.4.3 Zigbee网络层 (10)2.4.4Zigbee应用层 (12)2.5Zigbee和LED技术的优势 (12)2.6Zigbee技术的应用领域 (13)3Zigbee技术开发使用的硬件平台 (15)3.1 无线通信芯片的选择 (15)3.2 CC2430芯片介绍 (16)3.2.1 I/O端口线引脚功能 (17)3.2.2 CC2430芯片电源线引脚功能 (17)3.2.3 控制线引脚功能 (18)3.3 CC2430芯片典型应用电路 (19)3.4 Zigbee天线系统设计 (20)3.5 RS232 (DB9) MAX232 (20)3.5.1 RS232 (DB9)引脚定义 (21)3.5.2 MAX232原理 (21)3.6 GPRS模块解决方案 (22)4路灯监控系统的硬件设计 (23)4.1 终端硬件电路的设计与实现 (23)4.1.1直流稳压电源的供电电路设计 (24)4.1.2 光敏检测电路 (25)4.1.3支路控制电路的设计 (26)4.1.4 工作电流检测电路 (27)4.2 协调器硬件电路的设计与实现 (28)4.2.1 MAX232串口通信电路设计 (28)5 路灯监控系统的软件流程图设计 (30)5. 1 网络协调器流程图设计 (30)5.2 路由器程序流程图设计 (31)5.3 终端节点流程图设计 (32)6 结论与展望 (34)6.1 总结 (34)6.2 展望 (34)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (39)1 绪论1.1 课题研究的背景与意义随着我国城市化水平的不断提高，在推进城市公共照明工程的过程中，城市道路照明和灯饰工程等逐渐受到人们重视，照明光源和调控设备也得到迅速发展。

基于ZigBee协议的智能灯控系统设计与实现摘要随着科技的发展，人民生活水平的提高，人们对住宅的要求也越来越高，智能家居就是为解决人们的这一要求诞生的。

照明是建筑的重要组成部分，人们对房屋舒适度的需求不断增多，智能照明行业发展前景可期。

作者经过对智能照明系统相关技术的分析和市场调研，针对上述问题提出了一个基于Android 平台和WIFI 无线网络的智能家居照明系统的解决方案。

该系统使用一个Android 手机作为控制中心，CC2530 作为无线收发器，通过WIFI 无线网络，从而达到对照明系统控制的目的。

本智能照明系统设计方案基本可以满足用户对照明控制的功能需求，同时由于采用了WIFI 无线技术，大大降低了整个系统的成本。

关键字：智能照明系统，Android，CC2530IABSTRACTABSTRACTWith the development of science and technology to improve people's living standards, people demand more and more comfortable houses, smart home is to solve this requires . Lighting is an important part of the building, the demand of comfortable houses continues to increase , intelligent lighting industry with a bright future. On the intelligent lighting system through related technology analysis and market research, to address the problem presented a solutions based on Android platform and WIFI wireless network smart home lighting systems . The system uses an Android phone as the control center, CC2530 as wireless transceivers, via WIFI wireless network, so as to achieve the purpose of the lighting system control. The intelligent lighting system design to meet the basic needs of lighting control for users , but thanks to the WIFI wireless technology, which greatly reduces the cost of the entire system.Key Words:Intelligent lighting system，Android，CC2530II目录第1章引言 (1)1.1 智能灯控系统的研究背景 (1)1.2 课题的研究价值及意义 (1)1.3 智能灯控系统的研究现状 (2)1.4 课题重点研究内容 (2)第2章理论基础 (4)2.1 Android系统 (4)2.1.1 Android系统架构 (4)2.1.2 Android Framework框架 (6)2.1.3 Android的生命周期 (7)2.1.4 Android开发软件Eclipse (8)2.2 ZigBee技术 (9)2.2.1 无线通信技术比较 (10)2.2.2 ZigBee协议栈 (11)2.2.3 ZigBee开发模块 (13)2.3 Socket通信 (15)2.3.1 Socket中重要的API (16)2.3.2 Socket的连接过程 (16)第3章手机客户端的设计与实现 (18)3.1 UI界面设计 (18)3.1.1 几种常用控件的实现 (19)3.1.2 人机交互UI实现 (25)3.2 Socket通信的实现 (33)第4章硬件的设计与实现 (46)4.1硬件电路设计 (46)4.1.1 CC2530芯片的优势 (46)4.1.2 LED模块 (47)4.1.3 天线模块 (48)4.1.4 串口模块 (48)4.2 硬件编程中的通信协议 (49)4.2.1 数据通信的报文格式 (49)4.2.2 功能码设置 (50)第5章系统测试 (52)5.1 UI测试 (53)5.2 网关到ZigBee的测试 (56)5.3 系统整体测试 (58)第6章结束语 (60)III6.1 本文总结 (60)6.2 本系统展望 (60)参考文献 (61)致谢 (64)外文资料原文 ........................................ 错误!未定义书签。

福州大学本科生毕业设计（论文）文献综述题目：基于Zigbee的智能灯光控制系统设计*名：***学号：*********系别：电气工程系专业：电气工程及其自动化年级：2009指导教师：（签名）2013年 3 月25日文献综述引言近现代社会，商品经济竞争日益激烈，工作节奏不断加快。

对于全身心投入竞争的人们，家务工作方面必然力不从心，家务管理因此就显得尤为重要。

智能家居系统可以提供智能控制方案，使家庭主人在处理家务方面，既快捷又省力。

还提供舒适健康的环境，可以监视室内的温度、湿度，进丽控制空调机的运行，达到人工模拟大自然的气息。

使人们将来足不出户就能体验和享受到身l临大自然的美好境地。

加大了处理紧急情况的力度、增强了住户无人在家时的安全感，使人们能够全身心地投入工作，从而提高生活质量。

一切发明和创造都是为了人类的生活更加方便和舒适。

智能家居的开发与建设是2l世纪发展的必然趋势。

由于信息技术的大力普及和应用，极大推动了家居智能化建设的进程，更为家居智能化提供了可靠的技术保障，实施起来更加容易和简捷。

智能家居系统具有安全、方便、高效、快捷、智能化、个性化的独特魅力，它对于改善现代人类的生活质量，创造舒适、安全、便利的生活空间有着非常重要的意义。

一. 课题研究的背景及发展1.研究背景自从世界上第一幢智能建筑1984年在美国出现后，美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居照明方案。

在智能家居发展过程中，美国一直处于领先水平。

近来，以美国微软公司及摩托罗拉公司等为首的一批国际知名企业，先后跻身于智能家居的研究与开发中，例如：微软开发的“梦幻之家"、IBM公司开发的“家庭主任"、摩托罗拉公司开发的“居所之门”等。

3COM公司也一直在通过因特网向用户宣传智能家居这一概念，并正在研发家用无线网关等网络产品。

此外Intel公司、托马杜多媒体公司、日本松下电器公司、新加坡科技电子公司、韩国三星公司等知名企业也正致力于智能家居系统的研发工作。

本科毕业设计(论文）智能灯光控制系统学院名称专业名称学生姓名学号指导教师智能灯光控制系统摘要：近年来，物联网成为全球关注的热点领域，作为物联网中的一种重要应用，智能家居的概念也逐步被大家接受，智能家居涉及的内容包括家庭安防、家电控制、开关照明控制、信息服务等，其中开关照明控制系统主要是通过远程遥控的方式对设备进行开关控制。

本系统构建了一套基于物联网技术的智能家居控制系统平台，并就此智能家居系统平台以上位机对家庭中的电灯进行控制实验。

本设计运用VB、服务器(PC机)、ZigBee射频通信协议、可控硅控制电路等技术，实现了以上位机为控制端，以ZigBee 无线网络为传输桥梁，以CC2530板作为家庭控制中心。

本系统通过串口将上位机与ZigBee网络中的协调器连接起来，上位机采集用户操作信息，并通过串口将数据发送到协调器，协调器收到数据后通过无线发送方式将数据发送到终端节点，并根据数据控制电灯电路。

本系统基本实现了远程控制家用电器工作状态，并提供了人性化界面操作，具有较强的实用性和可靠性。

关键字：物联网; 智能家居; ZigBeeIntelligent Lighting Control SystemAbstract: In recent years, the Internet of things becomes a hotspot in the field of global concern, as an important application of the Internet of things in the concept of intelligent home furnishing, also gradually accepted, intelligent home furnishing includes home security, home appliance control, lighting control switch, information services, [1], lighting control system which is mainly on the switching equipment switch is controlled by the remote control mode.The system construction of the intelligent home furnishing control system platform based on Internet of things technology, and intelligent home furnishing this system platform above machine in the family of electric control experiment. The design using VB, server (PC), ZigBee RF communication protocol, a controlled silicon control circuit technology, the realization of the above machine as the control terminal, ZigBee wireless network as the transmission bridge, using CC2530 board as the home control center. The system connects the coordinator between host computer and ZigBee network through the serial port, computer collects user operation information, and sends the data to the coordinator through the serial port, the coordinator receives data through wireless transmission mode to send data to the terminal node, and according to the data control electric circuit.This system realizes the working state of remote control of household appliances, and provides a user-friendly interface, has strong practicality and reliabilityKey word：internet of things, Intelligent home furnishing, ZigBee目录第1章绪论 (1)1.1课题背景与意义 (1)1.1.1智能家居发展与现状 (1)1.1.2物联网发展趋势 (2)1.1.3智能家居和物联网的关系 (3)1.2项目需求分析 (4)1.2.1社会效应需求分析 (4)1.2.2 系统硬件需求分析 (4)1.2.3 系统软件需求分析 (5)1.3设计主要工作 (5)第2章系统总体设计方案 (6)2.1系统总体设计 (6)2.2系统各部分关键技术 (6)2.2.1上位机 (6)2.2.2 ZigBee无线网络 (7)2.2.3可控硅电路 (12)第3章系统硬件电路设计与实现 (13)3.1核心功能模块 (13)3.2串口通信接口 (13)3.3供电电源电路 (14)3.4电路控制模块 (14)第4章系统软件设计与实现 (15)4.1Z IG B EE网络软件设计 (15)4.2协调器软件设计 (15)4.3家庭控制中心节点程序设计 (17)4.4上位机设计 (18)4.4.1界面设计 (18)4.4.2模块功能的实现 (19)4.4.3程序设计 (20)第5章系统运行测试 (22)5.1上位机测试 (22)5.2ZigBee网络测试 (22)5.3系统整体测试 (22)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)第1章绪论1.1课题背景与意义1.1.1智能家居发展与现状智能家居的发展起源于20世纪80年代，将电子技术、网络通信技术用于对各种家电设备的监视、控制和管理，它的商用系统就是如今智能家居的原型。

2017年第5期信息与电脑China Computer&Communication基于ZigBee的智能LED灯控制系统设计袁炼红　童晓敏（杭州科技职业技术学院，浙江 杭州　310012）摘　要：随着LED照明技术迅速发展和成本下降，产品示范应用逐步升级，低压直流供电和调光方便已成为新生代光源的发展方向之一，尤其集成化控制系统在工业、商业和公共事业中的应用越来越成熟。

笔者分析了智能LED的需求和发展状况，依据ZigBee的低成本、低功耗、低速率和短距离的特点，说明控制系统的组成部分，针对智能LED灯进行软硬件的模块设计和智能控制系统设计。

关键词：ZigBee；LED灯；控制系统中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2017）05-151-03Design of Intelligent LED Lamp Control System based on ZigBeeYuan Lianhong, Tong Xiaomin(Hangzhou Polytechnic, Hangzhou Zhejiang 310012, China)Abstract: With the rapid development of LED lighting technology and cost reduction, product demonstration applications are gradually upgrading, low voltage dc power supply and light adjustment have become one of the development directions of the new generation of light source, especially integrated control systems are becoming more and more mature in industrial, commercial and public works. The author analyzes the demand and development of the intelligent LED, according to the characteristics of low cost, low power consumption, low rate and short distance of ZigBee, describes the components of the control system, performs module design of the hardware and software and intelligent control system design for intelligent LED lamp.Key words: ZigBee; LED lamp; control system我国照明用电约占全国用电量的13%，推广使用高效照明产品，提高照明用电效率，节能减排潜力很大，若更换成LED照明产品，必将带来可观的节能效果。

基于ZigBee 的智能家居灯光控制系统的设计收稿日期:2009211215作者简介:熊　伟(19802),男,讲师,河北理工大学信息学院,河北唐山　063009王岭娥(19642),女,副教授,河北理工大学信息学院,河北唐山　063009谷学静(19722),女,副教授,河北理工大学信息学院,河北唐山　063009熊　伟　王岭娥　谷学静摘　要:针对传统家居灯光控制方式智能程度低的问题,开发了基于Z igBee 的智能灯光控制系统,从移动控制器和灯具控制终端两方面介绍了系统硬件的设计,满足了现代化的控制要求,并有效地延长了灯具的寿命,节约了能源消耗。

关键词:灯光控制系统,Z igBee ,嵌入式系统中图分类号:TU113.64文献标识码:A 在灯光控制领域,人们已经不满足于单纯地提供亮度这一功能,而是面向系统控制方式的灵活和视觉上的美感发展。

传统的灯光系统已经不能满足现代化的控制要求。

智能家居灯光控制系统把控制方式、电子技术和网络通信技术集成于一体,解决了传统方式控制相对分散和无法有效管理等问题,而且有许多传统方式无法达到的功能,比如场景设置以及与建筑物内其他智能系统的关联调节等。

1　控制系统总体设计在智能家居灯光控制系统中,受环境和成本等因素的限制,选用了成本低、功耗低和网络容量大的Z igBee 无线组网方式。

控制系统由移动控制器和灯具控制终端组成,遵循统一的网络协议,借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件,对不同时间不同环境的灯光亮度进行精确设置和合理管理。

系统总体结构如图1所示。

移动控制器是该系统的控制中心,负责维护系统网络、处理事件以及存储数据等任务,该节点包含有Z igBee 射频收发模块和嵌入式控制系统。

各个灯具控制终端与相应灯具相连,放入墙体内,由控制电路与Z igBee 射频收发模块组成。

Z igBee 无线网络以星型拓扑结构构成,移动控制器作为网络协调器,各灯具控制终端作为终端设备。

基于ZigBee技术的远程无线智能灯光控制系统的设计基于ZigBee技术的远程无线智能灯光控制系统的设计蒋峰，李行，熊霆宇，黄昌瑞，王淑良（中南林业科技大学，湖南长沙 410004）摘要：针对人们对居住环境智能化、舒适程度等越来越高的要求，以及节能、环保的目的，提出一种操作方便、节能的远程无线智能灯光控制系统的设计实现方法。

该系统采用ZigBee技术远程控制灯的开关、调节灯光的强弱，并使灯光强度恒定。

该系统改进了现有灯光需要有线、固定开关控制以及光强随电压波动的缺点，节约了人力资源，达到充分合理地利用电能的目的，真正实现节能、环保以及方便控制。

实验结果表明，该系统具有操作方便、节能、体积小、响应速度快、便于安装等特点，具有一定的推广应用价值。

关键词：无线开关；节能；ZigBee；灯光控制0 引言随着人民生活水平的提高，人们对于居住环境智能化、舒适程度等要求越来越高，家居灯光的智能控制成为科学家的研究热点[1]。

此外，随着经济的日益发展，电能的需求越来越大，能源问题的严峻，节能成为中国乃至世界性的问题。

传统的灯光控制主要是通过人直接按动墙上的控制开关来实现，当在周末或者冬季的时候，人们往往想躺在床上或者沙发上就能轻松的按照自己的要求方便地控制电灯的打开和关闭，而不需要起身动手来完成。

此外，不同环境下对灯光强度的需求不同，传统的灯光功率无法调节，如果当需要弱光时，能够实现将强光调弱，将节省大量的电能。

文中针对目前灯光的发光以及开关模式都存在电能浪费、不节能等问题，提出了一种操作方便、节能的远程无线智能灯光控制系统的设计实现方法。

1 灯光智能控制的方案论证目前，国内外实现灯光智能控制的方式有多种。

根据其实现的网络拓扑结构的不同，可以分为：总线网连接型、星状网连接型、环状网连接型以及混合网连接型。

总线结构是采用同一媒体或电缆连接所有用户的一种方式，该结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户实效不影响其他站点或端用户通信的优点。

河南科技学院课程实习课程名称：Zigbee与无线传感网络专业班级：小组成员：（包括学号、姓名）指导教师：曲培新实习时间：2015.6.22-2015.6.261引言2总体方案无线智能照明系统的网络节点分为协调器、终端节点。

协调器和所有终端共同构成了ZigBee无线通信网络。

网络模型结构示意图如图1所示。

图1 网络模型结构示意图通过终端节点连接传感器进行收集数据，然后将数据发送给协调器，协调器经过数据分析再发给LED模块。

3 硬件设计3.1红外热释电传感器D-SUN PIR 人体红外感应模块是基于红外线技术的自动控制产品。

灵敏度高、可靠性强、超低功耗，超低电压工作模式。

产品参数：接线方式：1、VCC:接电源正极（5V）2、OUT:检测引脚3、GND:接电源负极连接方式如图2所示图2 红外热释电传感器连接示意图3.2 光敏电阻光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。

光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。

常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。

光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1~10M欧,在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。

光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。

设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。

结构通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。

当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子—空穴对，参与导电，使电路中电流增强。

为了获得高的灵敏度，光敏电阻的电极常采用梳状图案，它是在一定的掩膜下向光电导薄膜上蒸镀金或铟等金属形成的。

一般光敏电阻器结构如右图所示。

基于ZigBee网络的无线智能照明系统设计目前市场上有多种智能家居情景照明的解决计划，其中利用技术组网协作控制的计划因其成本低、功耗低和易于实现等优点得到广泛应用。

本文提出了一种利用ZigBee技术组建无线网络协作9内核MCU，利用TCP/IP协议举行通信，可以对家居中每一盏灯举行控制，实现亮度控制与情景转换的智能控制系统。

1 无线ZigBee网络ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，它是一种介于无线标志技术和技术之间的技术计划，主要用于近距离无线衔接，具有自己的标准，在数千个极小的之间相互协调实现通信。

这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，因此其通信效率十分高。

ZigBee采纳自组网方式实现组网，这种架构被称为无线基础构架的无线局域网，而且对网络内部的设备数量不加限制，并可随时建立无线通信链路。

协调器向来处于*状态，新添加的RFD会被准时发觉。

2 系统规划整体组网采纳树状簇型结构，即以每个房间为1个单元，房间内的每盏灯作为一个终端设备，每个房间设置1个路由器用以与协调器通信并向房间内每一个终端设备转发数据。

整体结构布局及组网方式1所示。

在功能设定方面，因为不同的房间所具有的职能不同，所以对每一个房间的终端设备所具有的功能举行分离设置。

总体上，要求房间内全部的终端设备可以对LED举行开关控制及亮度调整。

为了便利和迅速举行调整，在遥控面板上还加入了情景和亮度设定，其中亮度设定为昏暗程度、光明程度和超光明程度。

情景模式可以设置多种色彩模式。

还可以具有以下功能：(1)智能调光：开灯时，灯光亮度由暗逐渐变亮；关灯时灯光亮度逐渐由明变暗。

有利于庇护眼力及延伸灯泡寿命。

(2)延时功能：当按下延时按键后，全部灯光将在一定时光后所有关闭。

(3)全开全关：实现一键控制所有灯光的开关功能。

3 工作流程系统的总体软件流程图2所示。

该流程图从的整体功能上概括地解释了整套系统所能实现的功能，即通过发送模块发送命令，接收模块收到命令以后对其举行解码，从而控制LED等的情景变幻和亮度变幻。