ZigBee智能照明系统解决方案

活性 、 流动性 ， 省 去 花 在 综 合 布 线 上 的 费 用 和精 力 ， 而 且 更 因 为
它符合家庭网络的通讯特点。 １ Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ技 术 体 系及 智 能 照 明 网络 系统 组 成
一
图２
Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ智 能 照 明 系 统 产 品 包 括 ： 单灯控制器 、 无线路由器 、
符 红 霞 （ 阿坝师范高等专科学校计算机科学 系， 四川 汶川 ６ ２ ３ ０ ０ ２ ）
摘 要
充分利用 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ技 术 特 点 ， 结合 智 能照 明控 制 系统 。 给 出总 体 的 总体 框 架 ， 对 系统 的 各 部 分硬 、 软件进行设计。 相 比较 传 统 智 能 家居 ／ 照 明 系统 采 用 的有 线 布 网方 式 ， Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ无 线技 术 的 应 用 则 可 以减 少布 线 带 来 的 麻 烦 ，具 有 更 好 可 扩展 性 。
收发 模 块 ， 数 据在 网关 和子 节 点 之 间 进 行 传 送 。 具 体 如 图 １ 。
２ Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ智 能照 明控 制 系统 Ｌ Ｐ Ｃ ３ ２ ５ ０微 处 理 器 系 列 ） 的高性价 比、 低
功耗 、 执行 速度快 、 性 能 高 等优 点 ， 设 计 了一 款 智 慧 家 庭 控 制 装 置（ 一 个 总 体控 制器 ＋ 多个 控 制 小 单 元 装 置 ） ， 同 时设 计 了～ 款 相 应 智 能 控 制 系 统 软 件 ，二 者 相 结 合 可再 随 时 随地 对 家 里 的 电器
个Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ网 络 由一 个 协 调 器 节 点 、 多 个 路 由器 和 多 个
手持 Ｐ Ｄ Ａ设 备 或 能 安 装 管 理 软 件 手 持 通 信 设 备 、 家 庭 网关 或 中

智能化系统控制、低耗节能的效果。介绍了系统架构，对系统进行硬件设计与软件设计。实际应用表明系统稳定、可靠、节
电效果好。
关键词：DALI；ZigBee；智能照明；传感器
中图分类号：TN911⁃34；TP271
文献标016）04⁃0063⁃04
Design of intelligent lighting system based on ZigBee⁃DALI protocol
弓 盼，王嘉梅，孙善通
（云南民族大学 电气信息工程学院，云南 昆明 650500）
摘要：针对目前商业照明系统耗电严重、控制不灵活、智能化程度低等问题，提出一种将 ZigBee 技术与数字可寻址照明
接口（DALI）协议相结合的智能照明控制系统方案。取其无线与有线的特性应用于智能照明控制中，以达到节约安装成本，
Keywords：DALI；ZigBee；intelligent lighting；sensor
0引言
随着人们生活水平的提高，对于商业照明也提出了 更高的要求，不仅仅要为消费者提供一个舒适的购物环 境 ，实 现 最 大 限 度 的 节 能 ，同 时 ，还 要 兼 顾 智 能 化 、集 中 化 的 控 制 方 式 ，给 管 理 人 员 提 供 方 便 ，这 些 对 照 明 系 统 提出了更多的要求，传统的照明技术已无法满足人们多 元化的要求 。 [1] 针对以上问题，本文提出了一种集 Zig⁃ Bee 无线网络、DALI 总线协议两种技术的特点，取其无 线与有线的特性应用于智能照明控制的解决方案。数 字可寻址照明接口（DALI）因其具有的低成本、易安装、 可级联以及系统重构灵活等特点，被广泛地应用于数字 化 照 明 领 域 当 中 。 而 ZigBee 作 为 一 种 无 线 个 人 局 域 网 ，因 其 具 有 低 成 本 、低 功 耗 、低 数 据 速 率 的 特 点 ，也 常 被应用于智能家居当中[2]，将 DALI 总线协议嵌入 ZigBee

医院智能照明控制系统方案引言：随着社会的进步和科技的发展，智能照明控制系统在各个领域得到广泛应用。

医院作为一个重要的公共场所，在照明方面具有高度的要求。

传统的照明系统存在能耗高、效率低、环境污染等问题，而智能照明控制系统则可以通过自动调节光照强度、提高能源利用效率、减少对环境的污染等特点来解决这些问题。

本文将详细介绍一种医院智能照明控制系统方案。

一、智能照明控制系统概述智能照明控制系统是指通过智能化技术对照明设备进行控制和管理的一种系统。

该系统采用传感器、控制器、通信设备等组成，并通过以太网、Zigbee无线通信等实现与其他设备的连接和数据交换。

通过对光照、人员活动等环境参数的监测和分析，系统可以自动调节光照强度、实现灯光的智能化控制。

二、医院智能照明控制系统设计方案1.系统结构设计医院智能照明控制系统主要由光照传感器、人员活动传感器、控制器和执行器等组件构成。

光照传感器负责测量环境的光照强度，人员活动传感器负责感知人员的活动情况，控制器负责对传感器数据进行处理和分析，并根据结果控制执行器实现灯光的开关、调光等操作。

2.功能设计系统主要包括自动调光、分区控制、时间控制、远程监控等功能。

自动调光功能通过光照传感器监测环境光照强度，自动调节灯光的亮度。

分区控制功能可以将医院内的不同区域进行划分，实现对不同区域的照明控制。

时间控制功能可以根据不同时间段的需求，对灯光进行计划性的控制。

远程监控功能可以通过网络连接，实现对灯光的远程监控和控制。

3.系统优势智能照明控制系统相比传统照明系统具有以下优势：（1）节能环保：通过自动调节光照强度，减少能源的浪费，降低能耗，实现节能和环保的目标。

（2）舒适性：通过自动调节光照亮度，保证医院内的照明舒适度，提高人员工作和就诊的舒适性。

（3）安全性：通过智能控制，可以对紧急情况进行反应，提供紧急照明和疏散指示功能，保障医院内人员的安全。

（4）可靠性：系统采用可靠的控制器和传感器，能够实时监测环境参数并作出相应的控制，保证照明系统的稳定运行。

智能照明系统解决方案一、引言智能照明系统是一种基于物联网技术的创新解决方案，旨在提高照明效率、节约能源、提升用户体验。

本文将详细介绍智能照明系统的原理、功能特点、应用场景以及相关技术和数据支持。

二、系统原理智能照明系统基于物联网技术，通过传感器、控制器、通信设备和云平台等组成的系统架构实现智能化控制。

传感器感知环境光照强度、人体活动等信息，控制器根据传感器数据进行智能调光、定时开关等操作，通信设备实现与云平台的数据交互，云平台提供远程监控和管理功能。

三、功能特点1. 智能调光：根据环境光照强度和用户需求，实现自动调光，提高照明效果和舒适度。

2. 定时开关：可以根据时间设置灯光的开关时间，实现自动化控制，节约能源。

3. 人体感应：通过人体传感器感知人体活动，实现智能灯光的开关和调光。

4. 远程控制：通过云平台实现远程监控和管理，随时随地对照明系统进行控制和调整。

5. 节能环保：智能照明系统可以根据实际需求进行精确控制，节约能源，降低能耗和碳排放。

四、应用场景智能照明系统适用于各种室内和室外场景，如办公楼、商业中心、工厂车间、学校、医院、公共场所等。

以下是几个具体应用场景的介绍：1. 办公楼：智能照明系统可以根据办公楼内部和外部的光照情况，自动调整灯光亮度，提供舒适的工作环境，同时节约能源。

2. 商业中心：智能照明系统可以根据商业中心的客流量和时间，自动调整灯光亮度和颜色，提高购物体验，吸引顾客。

3. 工厂车间：智能照明系统可以根据车间内部的人员活动情况，自动开关灯光，提高工作效率，节约能源。

4. 学校：智能照明系统可以根据教室内部的光照情况和学生的学习需求，自动调整灯光亮度，提供良好的学习环境。

5. 医院：智能照明系统可以根据医院的不同区域和时间，自动调整灯光亮度和颜色，提供舒适的就医环境。

五、技术支持和数据智能照明系统的实现离不开以下技术支持和数据：1. 传感器技术：光照传感器、人体传感器等感知设备，用于采集环境光照强度、人体活动等数据。

智慧照明无线控制系统原理设计方案智慧照明无线控制系统可以实现灯光的智能化和自动化控制，提高照明效果和能源利用效率。

下面是一种基于无线通信的智慧照明控制系统设计方案：1. 系统架构设计智慧照明无线控制系统由三个主要部分组成：传感器节点、网关和应用程序。

- 传感器节点：每个灯具上都安装有一个传感器节点，用于感知环境信息，如亮度、温度等。

传感器节点可以通过短距离的无线通信方式与网关进行通信。

- 网关：网关是系统的核心部分，负责与传感器节点通信，并通过无线通信网络将数据传输到应用程序。

网关可以同时连接多个传感器节点，实现对多个灯具的控制。

- 应用程序：应用程序负责接收来自网关的数据，并实现对灯具的控制。

用户可以通过应用程序设置灯光的亮度、颜色等参数，也可以根据环境信息自动调节灯光。

2. 无线通信技术选择为了实现传感器节点与网关之间的无线通信，可以采用蓝牙、WiFi、ZigBee等无线通信技术。

选择适合的无线通信技术需要考虑通信距离、数据传输速率、功耗等因素。

- 蓝牙：蓝牙通信距离较短，适合在小范围内进行数据传输，功耗相对较低。

- WiFi：WiFi通信距离较远，适合在大范围内进行数据传输，数据传输速率较高，但功耗相对较高。

- ZigBee：ZigBee通信距离适中，适合在中等范围内进行数据传输，功耗较低。

根据实际需求和成本考虑，可以选择合适的无线通信技术进行系统设计。

3. 传感器节点设计传感器节点需要包括灯光传感器、温度传感器等，可以通过集成电路（IC）和微控制器（MCU）来实现数据采集和处理功能。

传感器节点还需要具备无线通信模块，通过无线通信技术与网关进行通信。

4. 网关设计网关需要具备无线通信模块，通过无线通信技术与传感器节点进行通信。

网关需要对传感器节点进行管理和控制，包括数据接收、处理和传输等功能。

5. 应用程序设计应用程序可以基于PC端或移动设备端进行开发。

应用程序需要与网关进行通信，并接收和处理从网关传输过来的数据，并实现对灯具的控制。

Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅ ａ ｅ ｉｔ ｄ ｃ ｄ ｈ Ｚ ｇ ｅ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｎ ｇｖ ａ ｉｅｅ ｓ ｎｅ ｌ ｅ ｔ ｉｈ ｉ ｇ ｙ ｔｍ ｕ ｅ ｉ ｈ ｕ ｅ ｏ ｄ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｐ ｐ ｒ ｎ ｒ ｕ ｅ ｔ ｅ ｉＢｅ ｔｃ ｎ ｌｇ ａ ｄ ｉｅ ｗ ｒ ｌｓ ｉ ｔｌ ｇ ｎ ｌ ｔ ｓ ｓ ｏ ｉ ｇ ｎ ｅ ｓｄ ｎ ｏ ｓｈ ｌ
Ｋｅ ｒｓ：Ｚ ｇ ｅ ； ＡＲ ；ｗ ｒｌｓ ｏ ｔ ｌｓｓｅ ；Ｐ Ｍ ｙ ｗｏ ｄ ｉＢ ｅ Ｍ ｉｅｅｓ ｃ ｎｒ ｙ ｔｍ ｏ Ｗ
目前 市 场 上 有 多 种 智 能 家 居 情 景 照 明 的 解 决 方 案 ，
Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ采 用 自组 网 方 式 实 现 组 网 ， 种 架 构 被 称 为 这
其 中 利 用 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ技 术 组 网 配 合 ＭＣ Ｕ控 制 的方 案 因 其 成 本 低 、 耗 低 和 易 于 实 现 等 优 点 得 到 广 泛 应 用 。本 文 提 功 出 了 一 种 利 用 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ技 术 组 建 无 线 网 络 配 合 Ａ Ｍ９ 内 Ｒ 核 ＭＣ 利 用 Ｔ Ｐ Ｉ Ｕ， Ｃ ／Ｐ协 议 进 行 通 信 ， 以 对 家 居 中 每 可
： ｌ ：
家居 中的智 能 无线 照 明 系统 。该 系统 具有 上 电 自组 网的功 能 ，用户 可 以控 制 协调 器通 过路 由 器向该 路 由器节 点上 的任 意 一 个终 端 设 备发 送 信 号 ， 端 设备 接 收 到 命令 并产 生 Ｐ 终 ＷＭ 信 号 ， 实现 了对每 一
一
无 线 基 础 构 架 的 无 线 局 域 网 ， 且 对 网 络 内 部 的 设 备 数 而 量 不 加 限制 ， 可 随 时 建 立 无 线 通 信 链 路 。 协 调 器 一 直 并

约 能 源 的 目的才 刚 被人 们 重 视 。基 于 有 线 的 照 明
备 ，实 现 降低 能耗 ，节 省管 理 费 用 ，是 一 个 大 的
趋势。
控 制 系统 ，布 线 麻 烦 ，增 减 设 备 需 要 重 新 布 线 ，
系 统 可扩 展性 差 ，系统 安 装 和维 护 成 本 高而 且 移 动性 能 差 ．因此无 线 通 信技 术 ，是 实现 智 能 照 明 系统 的理想 选择 。 近 年 来 ，近 距 离 无线 通 信 技 术获 得 了迅 猛 的
区 、智 能 大 厦都 是 充分 利 用 了 楼宇 自动 化 的技 术
收稿 Ｆ期 ：２ １－ ６ ０ ｔ ０ １０—９
有无 线 技 术 。智 能 照 明 系统 自身 的要 求 和 Ｚｇ ｅ ｉ ｅ Ｂ 技术 具有 的特点 ，决定 了 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ是实 现无 线 智 能
测 控技
照 明 系 统 的最 佳 解决 方 案 。无 线 智 能 照 明 系统 的
若 干终 端 节 点 ，这些 节 点 构 成 了本 房 间 内 的照 明
图 ２ 无 线 智 能 照 明 系 统 实验 网络 布 局 图
自主控 制子 系统 。 整 个 系统 由基 站 节 点 与 各 房 间 自主控 制 子 系
在 办公 套 房 中 ， Ｚｇ ｅ ｉ ｅ网络被 设计 成 网状 拓 Ｂ 扑结 构 引 。每 盏灯 中都 集 成有 Ｚｇ ｅ ｉ ｅ模块 ．每 个 Ｂ
控 制 器 与照 明灯 节 点之 间 只 需 传输 开关 信 号 和 调
到基 站 节 点 的 多条 网络 ，实 现 与 基站 节 点 的 信息
交互 。
光 信 号等 开 光 量 ，且 数 据 发 送频 率 不 高 。而 Ｚｇ ｉ ． Ｂ ｅ的最 大传 输 速 率可 以达 到 ２ ０ ｂ ｓ ｅ ５ ｋ ／ ，这对 于 实

智能照明系统解决方案一、引言智能照明系统是一种基于现代科技的照明控制系统，通过集成感知、通信和控制技术，实现对照明设备的智能化管理和控制。

本文将介绍一种智能照明系统解决方案，旨在提高照明效果、节约能源、降低维护成本和提升用户体验。

二、系统架构智能照明系统主要由以下几个组成部份构成：1. 照明设备：包括LED灯具、传感器、控制器等。

LED灯具具有高亮度、低能耗和长寿命的特点，传感器用于感知环境参数，控制器用于控制照明设备的开关和亮度调节。

2. 网络通信：通过无线或者有线网络实现照明设备之间的通信，以及与中央控制系统的连接。

可以采用无线通信技术如Wi-Fi、蓝牙或者Zigbee，也可以采用有线通信技术如以太网。

3. 中央控制系统：负责整个智能照明系统的管理和控制。

中央控制系统可以是一个软件平台，也可以是一个硬件设备。

它可以实现对照明设备的集中控制、调度和监测，以及与其他智能系统的集成。

三、功能特点1. 自动调光：智能照明系统可以根据环境光强度和使用需求，自动调节灯具的亮度。

当环境光强度较低时，系统可以自动增加灯具亮度，提供足够的照明效果；当环境光强度较高时，系统可以自动降低灯具亮度，节约能源。

2. 定时控制：智能照明系统可以设置定时开关灯功能，根据用户需求自动控制照明设备的开关时间。

例如，可以在夜间自动打开路灯，在白日自动关闭路灯，提高路灯的使用效率和能源利用率。

3. 节能模式：智能照明系统可以根据使用需求，设置节能模式。

在人员离开或者无人活动的区域，系统可以自动降低灯具亮度或者关闭部份灯具，以节约能源。

当有人进入区域时，系统可以自动恢复正常亮度。

4. 远程控制：智能照明系统支持远程控制功能，用户可以通过手机、平板电脑或者电脑等终端设备，随时随地对照明设备进行控制和管理。

例如，可以通过手机APP远程调节灯具亮度或者开关灯。

5. 故障监测：智能照明系统可以实时监测照明设备的工作状态和故障情况，及时发现并报警。

基于ＺｉｇＢｅｅ技术的无线智能照明系统作者：吴光荣章剑雄来源：《现代电子技术》2008年第14期摘要：在简单介绍无线智能照明系统特点的基础上，讨论基于ZigBee无线网络技术的无线智能照明系统的实现。

硬件设计基于支持ZigBee的oC芯片CC2430，软件设计基于Z-tack 协议栈和ZigBee Alliance规定的ZigBee ome Automation Public Application Profile。

系统可以实现对灯节点的单控、全控、开关控制以及调光控制，达到使照明系统更加便捷和节能的设计目的。

关键词：照明系统;无线网络WU Guangrong，(No2nd Research Institute,China Electronics echnology GroupCorporation,angzhou,310012,China)[J12]Abstract：he characteristics of wireless intelligent lighting system are presented simply in this paper,and then the design of wireless intelligent lighting system is discussed based on ZigBee wireless technologyhe true oC ZigBee solution CC2430 is applied to hardware design,and software design based on Z-tack which is compliant with the ZigBee specification and ZigBee ome Automation Public Application Profile provided by ZigBee Alliancehe lamps can be controlled one by one or as a wholeurn on/off the lamps simply or adjust the brightness of lamps can be realizedhe designedKeywords：lighting system;wireless network;ZigBee;CC2430[J12/3]1 引言随着社会的进步，节能和环保已是大势所趋，在照明领域中，采用新型节能光源、节能电器及高效灯具来达到节约电能的目的，已广泛被人们所接受。

基于ZigBee控制下的节能智慧照明系统设计与实现卜慎慎，郭黎，李润泽，王曼然，陈锦皓(湖北民族大学信息工程学院，湖北恩施445000)摘要:智能照明系统能结合智能家居为人们提供良好的视觉效果和灵活方便的控制。

设计采用ZigBee 芯片C C2530作为主控芯片，借助cc3200强大的处理能力与精确的程序有机结合,采集周围环境相关数 据。

系统配备烟雾报警器MQ-2模块、人体热释电红外检测模块、温湿度模块以及照明系统，通过wifi 网关将采集的数据实时传输到手机，通过手机APP端实现对数据的监控显示以及双向控制。

建立了一 套节能智慧照明系统，用户可通过手机APP进行相应的控制和管理。

关键词:智能照明；红外检测模块;环境监测:wifi中图分类号:TM923 文献标志码:A文章编号：1671-8887(2020)02-0053-04D01：10.16786/ki.l671-8887.eem.2020.02.014Design and Implementation of Energy-saving Intelligent Lighting System Based on ZigBee ControlBU Sh en sh en,GUO Li,LI R unze,WANG M an ran,CHEN Jin h ao{School o f Information Engineering, Hubei University fo r Nationalities, Hubei Enshi 445000, China)Abstract: The production of a convenient intelligent lighting system, combined with smart homes, provides people with good visual effects and convenient and flexible control. Using ZigBee chip cc2530 as the main control chip, with the powerful processing capability of cc3200, it combines organically through precise program to collect the surrounding environment and related data. The system is equipped with smoke alarm MQ-2 module, human pyroelectric infrared detection module. The temperature and humidity module and the lighting system transmit the collected data to the mobile phone in real time through the wifi gateway, and realize the monitoring display and the two-way control of the data through the APP terminal. A set of energy-saving intelligent lighting system has been established, and users can control and manage it through the mobile phone app. Key words: intelligent lighting; infrared detection module; environmental monitoring; wifi引言随着城市化的加速推进，城市对公共照明的需 求和规模均在增加，但这种照明的迅速发展不但增 加了能源需求和消耗,而且还增加了管理方面的难 度。

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。

２ ０ １ ３ 年第１ ２ 期
文章编号 ： １ ０ ０ ９— ２ ５ ５ ２ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２—０ １ ０ ６— ０ ４ 中图分类号 ： Ｔ Ｎ ９ ２ ９ ． ５ ； Ｔ Ｍ９ ２ ３ ． ４ 文献标识码 ： Ａ
基于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 组 网 的智 能照 明 系统 的研 究 与设 计
术。这些都是导致国内智能照明企业丧失了与欧美 国家竞争的能力的主要原 因。
２ Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ无线通信技术简介
Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ技术 是 一种 基 于 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． １ ５ ． ４协 议标
出更高的要求 ， 基于信息技术的 Ｌ Ｅ Ｄ室 内外智能照
明系统 的研究与设计则具有重要的现实意义。我国 与欧美 国家相比， 在Ｌ Ｅ Ｄ智能照明方面还存在较大
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｚｉ ｇ Ｂｅ ｅ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ
Ｌ Ｕ Ｍｉ ｎ ｇ ． ｑ ｉ ａ ｏ， ＣＨＥＮ Ｘｉ ａ ｏ
卢 明乔 ，陈 晓
（ 南京信息工程大学 电子与信息工程学 院，南京 ２ １ ０ ０ ４ ４）
摘
要 ：随 着通信技 术、嵌 入式技 术和 Ｌ Ｅ Ｄ行 业 的 飞速 发展 ，使 得 智 能照 明成 为 当前照 明行 业
发展 的前 沿方 向。文 中立足 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ相 关技 术和 Ｌ Ｅ Ｄ智 能 驱动 电源设 计 方案 ，结合 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ通信 网
ｃ ｌ ｕ ｓ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｇ ｅ ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｌ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ’ Ｓ ｉ ｌ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ， ｈｉ ｔ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｙ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ — ｔ ｏ — ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｎ ｐ ｌ ａ ｆ ｔ ｏ ｒ ｍ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ． Ｉ ｔ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｔ ｗｏ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｏ ｓ ａ ｖ ｅ ｉ ｎ ｈ ｕ ｍａ ｎ ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ，ａ ｎｄ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ．

息控制必须通过手机， 费用较高． 上述五种传统的路 灯控制方式存在的问题是 ： 运行操作 结果不能集中 监视 ， 记录和统计 ， 达不到量化 管理 的要求 ， 不适应
城 市 现代化 的发展 ．
是通过采用 Ｚ Ｂ ｅ ｉ ｅ 技术与各种新型传感器 、 ｇ 功率控 制器结合， 实现路灯的智能控制 ， 节约了大量能源．
术组成的网络同样解决传统控制 中存在的问题 ：） １ 选用特殊的亮度传感器可以实时采集光亮强度， 大 大降低 了特殊环境 ， 特殊时间误开误关 的几率 ， 脱离
了人 工 干 预． ） ｉＢ ｅ技 术 采 用 直 接序 列 扩 频 技 ２ Ｚｇ ｅ
８２１． 标 准 的一种短距 离 、 复 杂度 、 ０．５ ４ 低 低功 耗 、 低 数 据速率 、 低成 本 的无 线 网络技术 ， 主要 应 用在 短距 离范 围内并且数 据传 输速 率不高 的各 种 电子设 备之
电力 载 波 控 制 ， Ｍ 短 消 息 控 制 ， Ｄ Ｄ（ ｅｌｌｒ ＧＳ Ｃ Ｐ Ｃ ｌ ａ ｕ Ｄｉｉ ｌ ａｋ ｔ ａａ 蜂 窝 数 字 分 组 数 据 等． 工 方 ｇｔ ｃｅ ｔ） ａＰ Ｄ 人 式 是工 作人员 根据 开关灯 的时 间表 手动 进行 开关 灯 的操 作 ， 时控 方式是 以时间作 为开关 灯 的 唯一根据 ， 电力载 波控制 易受 电力线 强磁 场 的干扰 ， Ｍ 短 消 ＧＳ
术， 保证信号传输 的可靠性 ， 避免其他信号 的干扰．
３ Ｃ ２３ ） Ｃ ４ ０芯 片 的低 功 耗 ， 时 短 ， 延 协议 框 架 简 单 ，
安 装方 便．
间， 在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信． Ｚｇ ｅ 采用 了 ２ ０ ｉＢ ｅ ０ ３年发 布 的 Ｉ Ｅ Ｓ ２ １ ． Ｅ Ｅ ０ ． ５ ４协 议

探究ZigBee的智能灯光控制系统设计摘要：随着LED灯的普及，传统的照明系统由于其功能单一、灵活性差、耗电费电高和不便于管理的缺点很难满足人们对于工作环境和家居环境越来越高的照明需求。

本文就主要对ZigBee的智能灯光控制系统设计进一步分析了解。

关键词：ZigBee；智能灯光；控制系统；设计引言：智能灯光系统对比传统的照明系统有独特的优势；第一，对比传统照明系统，一个开关控制一个回路的照明模式，智能灯光系统能对灯具进行调光，使灯具不再是明或者灭的照明状态，它可以使场景产生不同效果，营造不同的空间气氛。

第二，智能灯光照明系统能够预设多个场景，能使灯光达到预想的照度状态。

第三，智能灯光系统一般使用多种传感器，无需人工操作而仅通过传感器采集的数据对灯具进行智能控制来调节灯具的状态以符合人们对光照的需求。

第四，智能灯光控制系统与当今迅猛发展的无线通信技术结合起来，比如ZigBee技术，其低功耗、低复杂度、低成本、便于安装的特点非常适合智能灯光控制系统。

第五，智能灯光系统可以与其他系统进行无线组网，使用一些无线终端来远程监控和遥控灯具，极大的为人们的生活带来舒适和便捷。

一、ZigBee技术的概述ZigBee作为一种无线通信技术，具有以下一些特点：低功耗：由于它的传输速率低，发射功率比较小（1mM），如果采用休眠模式后，运作时间只占总时间的很小一部分，所以它的功耗非常小而且比较省电。

根据相关估算，只需要两节普通电池就可以使ZigBee设备工作６个月到２年的时间，通常情况下一般的通信设备是不可能的；成本低：ZigBee模块的最初成本在６美元，但是随着该技术的发展进步，成本很快降到了２美元左右，而且它的专利费也是免除的。

这成为ZigBee技术大量应用的一个关键因素；时延短：ZigBee设备的时延与其他通信方式相比是比较短的，普通的搜索设备时延是30ｍｓ，而在休眠状态到激活状态它的时延是15ｍｓ，设备接入的时延也是15ｍｓ。

广播包 ，因此有可能多个 目标板或灯都会进行回复 ， 此时就根据需要进
【 ４ 】 周晓伟 ，应 晶晶． 基于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 传感 网络的楼宇智 能照明控制系
基于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 的智能 照明方案
徐 纯
【 摘 要 】长期以来智能灯控在 智能家居 系统 中都 占 据 着举足轻重 的地位 ， 但 是不菲的价格 、 稳 定性以及 复杂的结构却使其在 家庭市场推 广方面步 履维艰 。与此 同时，场景模 式所 带来的用户体验也难 以有 实用性方面的突破。随着 Ｌ Ｅ Ｄ 照 明的快速发展 ， 产 品价格 的合理回归也使其成为家庭 用户 选择 的新方 向， 在此基础上 国际照 明品牌 的关注则令消 费型智能照明孕育着革命性的变革 ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 联 盟宣布针对 智能照 明系统的 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ Ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ Ｌ ｉ ｎ ｋ 标准正 式启用 。这项新标准迅速得到 了飞利浦 、Ｇ Ｅ 等各 大国际照明厂商的推崇与支持 。
飞利浦照明专家宿为民博 士认 为 “ 消费者 在使用无线灯控产 品时经 常碰到一些尴尬问题 ， 比如即便是 同一 家厂商 的产 品也无法确保单个产 品与其它产品兼容 。此外 ，照明控制系统的安装 、调试通常较为复杂 ， 用户难于掌握 ， 有些甚至要求专业的安装人员。久而久之 ， 消费者想要
【 ３ 】 李志强． 无线 网络 （ Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ ） 技术 在 Ｌ Ｅ Ｄ 智 能照 明系统 中的应用 ，
电源技术应用 ，２ ０ １ ２ ， １ ５（ ４ ） ．
索请求包 ， 由于请求者这时也不知道这时灯会 在哪个信道 上 ， 因此会在
每个信道上都发送 ， 直到有 目标板响应搜 索为止 。 又由于这个包是一个
Ｚ Ｌ Ｌ 的另一大优点 ，是其在用户概念或认知上相对 于传 统 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 的进步 。 其表现在两个方面 ： 第一 ， Ｚ Ｌ Ｌ将 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ网络中的 “ 协调 器” 、 “ 路 由器 ” 、“ 终端节点 ” 等概 念省 去了 ， 这是一 个无协调 器网络 。这意 味着 当向一个普通 的、 完全没 有任何 网络 概念的用户进行解释 时 ， 不必 重 复解 释这些 专业术语 ， 也不用解释为什么要先启动协调器才能建立一 个新 的网络。取而代之 的是 Ｚ Ｌ Ｌ中仅仅保 留了两种设备 ，灯和控制器。

ZigBee在照明控制系统中的应用ZigBee是一种低功耗、低数据速率、低成本的无线通信协议，其在照明控制系统中的应用极为广泛。

ZigBee技术的应用可以实现照明系统的智能化控制，提高能源利用效率。

ZigBee技术与传统的照明系统相比，最大的优势是其数据传输量小，能够实现低功耗、低成本的通信。

在照明控制系统中，ZigBee技术可以用于连接传感器或开关，控制灯光的开关和亮度调节。

例如，可通过无线开关来远程控制灯光的开启和关闭，实现无人值守照明控制；同时也可以根据光线强度和时间设置灯光开关和亮度，节约能源。

在一个智能家居环境中，ZigBee技术可以用于控制不同灯光的开启和关闭，调整灯光的颜色，亮度和温度，以适应不同场景和不同环境需求。

此外，通过WIFI连接，用户可以通过手机APP远程实现对家庭灯光的控制，提高家居体验和便利度。

另外，在大型商场、学校和医院等公共场所中，采用ZigBee技术可以实现对不同区域的灯光进行分区控制，满足不同场所的需求；同时也可通过无线传感器来实现灯光节能控制，从而大幅降低能源消耗和节能支出。

总之，ZigBee技术在照明控制系统中应用广泛，可实现灵活的控制和低成本的通信，是未来照明系统的重要技术手段之一。

数据分析（500字）在现代信息时代，大量的数据被收集和处理，这些数据可以为企业和机构提供有价值的信息和指导。

本文将分析照明系统中ZigBee技术的应用数据，以探究其在照明领域中的实际应用情况和效果。

根据市场调查数据，全球应用ZigBee技术的照明系统数量和应用规模迅速扩大。

截至2020年，全球ZigBee应用的照明系统达到1.12亿套，其中智能照明系统包括智能开光、智能灯光控制和灯具的占比达到70%以上，说明智能照明系统已经成为ZigBee照明控制的主流。

进一步分析市场数据发现，ZigBee技术在照明领域的应用主要集中在商用、产业和家庭领域。

在商用方面，ZigBee技术主要应用于商场、超市、酒店和餐厅等场所，用于实现照明控制和能源管理。

明的工作状 态 （ 充 放 电状 态和 亮灭 状态 ） 。 为 了 简 化 设 计， 协 调 器 节 点 和 路 由 器 节 点 仅 包 含 无 线 收 发 模 块 和 电
源模块 ， 电 源 由外 部 提 供 。应 急 照 明 节 点 包 含 无 线 收 发
究如何利 用基 于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ的 无 线 网 络 来 解 决 传 统 应 急 照
一
种基 于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技 术 的 智 能 应 急 照 明 系统 设 计 方 案 。 系统 中
的各 应 急 灯 节 点 以 Ｃ Ｃ ２ ４ ３ ０射 频 芯 片 ＋ 温 度 、 光 照传 感 器 为核 心， 在 此 基 础 上 建 立 无 线 传 感 网络 ， 用 于发 送 和 接 收 数 据 。 实
位机 ， 上 位 机 分 析 数 据 显 示 各 应 急 照 明 灯 节 点 的位 置 及
周 围环 境 的火 灾 险 情 。 ２ ． １ 硬 件 设 计 及 功 能 说 明 在 各 个 应 急 照 明灯 上 安 装 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ无 线 收 发模 块 、 数
线通信技 术 ， 与蓝牙 、 ｗｉ —Ｆ ｉ 、 红 外 等无 线 通 信 技 术 相 比 ，
它具有低成 本 、 低 功耗 、 可 靠 的 数 据 传 输 和安 全 等 诸 多 优 点 。基 于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ的 无 线 传 感 网 络 是 由 大 量 的 具 有 数 据 采集 、 收 发 和处 理 能 力 的 节 点 自组 织 形 成 。 笔 者 主 要 研
据 采 集模 块 构 成 智 能 应 急 灯 节 点 。应 急 照 明灯 节 点 能 够 通 过 数 据 采 集 模 块 实 时 地 采 集 应 急 照 明灯 的 内部 电 压 以 及 周围的环境参数 等数据 ， 并 根 据 采 集 数 据 控 制 应 急 照