无线LED照明供电系统电路模块设计

学号：3100718304题目类型：设计(设计、论文、报告)桂林理工大学GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY本科毕业设计(论文) 题目：无线LED照明调控系统设计系( 院)：信息科学与工程学院专业(方向)：电子信息工程班级：电信XX班学生：XXX指导教师：XXX2014年5月29日设计（论文）独创性声明本人声明所呈交的设计（论文）是我个人在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了设计（论文）中特别加以标注和致谢的地方外，设计（论文）中不包含其他人或集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得桂林理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

对设计（论文）的研究成果做出贡献的个人和集体，均已作了明确的标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

设计（论文）作者签名：日期：年月日桂林理工大学设计（论文）使用授权声明本设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用设计（论文）的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交设计（论文）的复印件和电子版，允许设计（论文）被查阅或借阅。

本人授权桂林理工大学可以将本设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本设计（论文）。

设计(论文)作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日摘要LED作为一种新型的节能型照明光源，与普通的白炽灯、卤素灯等传统照明光源相比，不仅具有节能、环保、寿命长和体积小等特点，而且还具有便于调光和控制的优势。

因此其发展和应用前景更是受世人所关注。

当前，智能家居相关产业迅速发展，LED照明系统作为智能家居系统中不可忽视的重要组成部分，有着举足轻重的地位。

为了实现LED照明系统的节能、以及控制的智能化和便捷化，无线LED照明调控系统就显得尤为重要。

本文所设计无线LED照明调控系统，主要包括发射控制端系统、接收执行终端系统和LED照明驱动电路。

基于WiFi的智能LED照明控制系统设计概述本文档旨在介绍一个基于WiFi的智能LED照明控制系统的设计方案。

该系统能够实现远程控制和调节LED灯光的亮度和颜色，提供便捷和个性化的照明体验。

系统组成该系统主要由以下组成部分构成：1. LED灯具：使用可调节亮度和色温的LED灯具，提供灯光控制的基础。

2. WiFi模块：用于与用户的智能设备进行通信，接收用户指令并传输给LED灯具。

3. 服务器：负责处理用户指令并将其传输给正确的LED灯具，同时管理灯具的状态和配置信息。

系统功能该系统具备以下主要功能：1. 远程控制：用户可以通过连接到WiFi网络的智能设备，远程控制LED灯具的开关、亮度和颜色。

2. 调光调色：用户可以根据实际需求，通过调整LED灯具的亮度和色温，获得适合不同场景的照明效果。

3. 定时任务：用户可以设置定时任务，例如定时开关灯、定时调整亮度等，实现智能化的照明管理。

系统设计以下是该系统的设计概述：1. 用户界面：为了方便用户操作，该系统需要提供一个用户友好的界面，可以通过智能手机、平板电脑或电脑进行操作。

2. 通信协议：系统使用WiFi作为通信方式，用户通过连接到同一WiFi网络的智能设备与LED灯具进行通信。

3. 数据传输：用户指令通过WiFi模块传输到服务器，服务器根据指令类型进行相应处理，并将结果传输回LED灯具。

4. 灯具控制：LED灯具接收到服务器传输的指令后，根据指令进行相应的开关、亮度和颜色调节。

5. 状态管理：服务器负责管理灯具的状态和配置信息，并提供灯具管理接口供用户查询和操作。

优势和应用场景该系统的设计具有以下优势：1. 灵活便捷：用户可以通过智能设备随时随地控制LED灯具，为用户提供便捷的灯光控制体验。

2. 个性化照明：用户可以根据自己的需求和喜好，调整LED灯具的亮度和颜色，获得个性化的照明效果。

3. 能源节约：LED灯具具有高效节能的特点，可以帮助用户减少能源消耗。

智慧照明无线控制系统设计方案一、简介智慧照明无线控制系统是一种基于无线通信技术，通过物联网和云平台的集成，实现对照明设备的远程控制和智能管理的系统。

本方案旨在设计一种高效、安全、可靠的智慧照明无线控制系统，提升照明设备的管理和能源利用效率。

二、系统组成1.照明设备：包括LED灯具、传感器等。

2.无线通信模块：负责与照明设备进行通信，传输控制指令和数据。

3.网关设备：负责接收来自无线通信模块的数据，将其传输到云平台。

4.云平台：负责接收并处理来自网关设备的数据，提供用户界面和数据分析功能。

5.用户手机APP：用户可以通过手机APP对照明设备进行远程控制和监测。

三、功能设计1.远程控制：用户可以通过手机APP远程控制照明设备的开关、亮度、颜色等参数。

2.场景模式：用户可以预设不同场景模式，如工作模式、休息模式等，系统可以根据不同场景自动调整照明设备的参数。

3.时间控制：用户可以设置照明设备的定时开关。

4.节能模式：系统可以根据传感器数据判断人员活动情况，自动调整照明设备的亮度和开关状态，从而实现节能效果。

5.数据分析：系统可以对照明设备的使用情况进行分析，提供报表和图表，帮助用户了解能源利用情况，优化照明设备管理。

四、通信协议与安全性设计1.通信协议：系统采用TCP/IP协议进行数据传输，保证数据的可靠性和稳定性。

2.安全性设计：系统采用数据加密等技术，确保通信过程的安全性，同时对用户数据进行保护，确保用户隐私的安全。

五、系统优势1.高效能源利用：系统通过节能模式和定时控制等功能，可以提高能源利用效率，降低能源浪费。

2.方便管理：系统可以实现照明设备的集中管理和智能控制，方便管理人员对照明设备进行远程监控和管理。

3.数据分析：系统可以对照明设备的使用情况进行数据分析，提供报表和图表，帮助用户了解能源利用情况，优化照明设备管理。

4.灵活可扩展：系统采用模块化设计，可以根据需求进行灵活组合，满足不同场景的照明需求。

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。

基于无线通讯的LED照明控制系统设计现今，随着科技的不断发展，LED照明技术逐渐取代传统的照明设备，成为一种更加节能、环保的照明选择。

而基于无线通讯的LED照明控制系统的设计，则是对LED技术的进一步拓展和应用。

本文将从LED照明技术的发展历程、无线通讯技术的应用前景和LED照明控制系统的设计原理等方面进行探讨，以深入探究基于无线通讯的LED照明控制系统设计的相关内容。

LED（Light Emitting Diode）作为一种半导体光源，具有高效能、节能环保、寿命长等优点，正逐渐成为照明行业的主流。

其发光原理是将正向电压作用于两极型半导体器件，当电子和空穴结合释放能量时，产生光电效应，从而发光。

与传统的白炽灯和荧光灯相比，LED照明具有更高的亮度、更低的能耗和更长的寿命，符合现代人们对节能环保的需求。

随着LED技术的不断成熟和发展，LED照明设备种类日益丰富，应用领域也逐渐扩大。

LED照明技术之所以能够得到广泛应用，很大程度上得益于无线通讯技术的快速发展。

无线通讯技术是指利用无线电波或红外线等介质传递信号的通讯方式，无需使用传统的有线电缆，具有灵活性高、便捷性强的特点。

在LED照明控制系统中，无线通讯技术可以实现LED灯具之间、LED灯具与控制设备之间的即时通讯和数据传输。

通过无线通讯技术，用户可以随时随地控制LED灯光的亮度、颜色和开关等功能，极大地方便了LED照明系统的使用和管理。

基于无线通讯的LED照明控制系统设计中，无线通讯模块是至关重要的组成部分。

无线通讯模块是一种集成了射频收发功能的通讯设备，可实现LED灯具与控制设备之间的数据传输和通讯连接。

常见的无线通讯模块包括蓝牙模块、Wi-Fi模块、ZigBee模块等，它们具有不同的传输距离、传输速率和传输稳定性等特点，可根据LED照明系统的实际需求选择合适的无线通讯模块。

通过无线通讯模块，LED照明系统可以实现智能化控制，提高LED 灯具的可调节性和灵活性。

• 120•本文采用STM32F103ZET6处理器和ESP8266芯片WIFI 模块为核心设计了基于WIFI 的室内LED 智能照明系统，完成了系统硬件电路和软件系统设计，并完成了系统样机测试。

系统可以实现Android 手机客户端和室内多盏WIFI LED 灯之间的操作，完成不同场景下多种照明模式的切换。

伴随着社会的不断发展进步，人们的生活水平也在逐步提高，照明系统仅仅提供光照功能已经无法满足人们对生活质量的追求。

基于WIFI 的室内LED 智能照明系统作为物联网产业的成果之一，既可以节约能源，又可以实现灯光根据不同的场景进行调节，延长灯具的使用寿命和更好满足人们的生活环境的需求。

为此，本文设计了一套基于WIFI 的室内LED 智能照明系统。

1 系统总体设计方案系统总体设计方案如图1所示。

图1 系统总体设计方案该系统以STM32F103ZET6为主控芯片完成智能照明系统的控制终端设计。

以LM7805作为稳压芯片，产生5V 的直流电，给灯珠进行供电。

利用控制芯片同时产生四路PWM 输出，对四种灯光（红、绿、蓝、白）的亮度进行调控。

利用RGB 调光原理通过不同的占空比营造不同灯光颜色，利用不同的闪烁方式或者各种闪烁方式的组合打造不同的灯湖南文理学院 周青山李建英 郭晓华梁志鹏 姜慧彬基于WIFI 的室内LED智能照明系统设计光氛围，从而满足不同的场景需求。

系统可以通过WIFI 和个人手机相连，利用手机APP 进行操作，发出不同的信号，控制灯光效果。

用户能通过手机随时查询自家灯的状态，起到节约能源的效果。

在整个运行过程中LED 或者开关器件会发热，可以通过温度传感器检测到温度的上升，如果温度上升到一定的程度就报警并通过手机提醒用户。

2 系统硬件设计2.1 电源电路系统的总电源输入为市电（220V AC ，50Hz ），经过隔离变压器降压处理，然后经过由四个二极管构成的整流桥和两个大容量的滤波电容，将交流电转换成直流电。

智慧照明无线控制系统设计设计方案智慧照明无线控制系统设计方案一、需求分析：1. 能够实现对灯光的远程控制和调节，包括开关、调光等功能。

2. 具备自动调光和定时开关功能，根据环境亮度自动调整灯光亮度。

3. 支持多灯组控制和分区控制，方便用户灵活调节。

4. 具备能源管理功能，能实时监测和统计灯光的能耗情况。

二、系统设计：1. 硬件设备：智能控制器：作为系统的核心，负责接收和处理用户命令，并控制灯光的开关和调光。

无线通信模块：用于与智能控制器进行通信，传输用户命令和接收控制器的反馈信息。

传感器：用于感知环境亮度，实现自动调光功能。

灯具：采用支持无线通信的LED灯具。

电能监测模块：用于实时监测灯光的能耗情况，实现能源管理功能。

2. 软件设计：用户界面：设计一个简洁、直观的手机App或智能终端界面，方便用户远程控制和调节灯光。

控制算法：基于用户输入和环境亮度感知，设计控制算法实现开关和调光功能，并根据不同需求区域划分进行细致控制。

通信协议：设计一套稳定、高效的通信协议，实现智能控制器和无线通信模块之间的数据传输。

数据处理与分析：对电能监测模块采集到的数据进行处理和分析，统计灯光的能耗情况，并向用户提供相关报表和分析结果。

三、系统特点和创新：1. 采用无线通信技术，方便用户在不同位置远程控制和调节灯光。

2. 利用传感器感知环境亮度，实现自动调光功能，提高灯光使用的舒适度和节能效果。

3. 支持多灯组控制和分区控制，满足用户不同需求。

4. 引入电能监测模块，对灯光的能耗情况进行实时监测和统计，帮助用户实现能源管理目标。

5. 设计直观、易用的用户界面，提升用户体验。

四、实施计划：1. 进一步细化系统设计方案，明确硬件设备和软件实施方案。

2. 硬件设备的选型和采购。

3. 软件开发和测试，包括用户界面设计、控制算法的实现、通信协议的开发等。

4. 进行系统集成和测试，保证硬件和软件能够良好协同工作。

5. 部署和推广，对系统进行安装和调试，并向用户进行培训和宣传。

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

无线LED照明驱动系统方案设计光源近十年来进展达到了新月异的程度，很快应用到汽车、建造物、医疗、景观照明等终端市场，LED 照明变得比传统照明越发牢靠及高效，在市场上也越来越普及。

但LED 的安装用法却受到输电线铺设的束缚，影响了其用法场合的灵便性；同时，因为LED 本身，驱动源的高频、功率开关管等非线性器件的存在，会导致引入电网中的谐波增大，影响电网供电质量。

而目前却少见有同时考虑降低无线供电给电网带来谐波影响的无线LED 照明等成套的系统报道。

因此本文给出了一套具有谐波补偿功能的LED 无线驱动计划。

该计划能在便利LED 灵便安装的同时，按照光照的采集反馈来调整LED 至合适亮度。

这些对LED 的普及，提高供电平安性和牢靠性，高效节省电能都将非常有益。

1 系统的总体设计本系统主要有：无线供电模块、恒流驱动源模块、有源电力（APF）模块、控制，系统总体框图1 所示。

其中，逆变装置、整流滤波2 构成无线供电模块；正激变换电路、整流滤波3 构成恒流源驱动模块。

通过光电池举行光照采集对输出电流举行反馈调整以使输出稳压、恒流。

APF通过主控制器输出电流来抵消由无线驱动模块注入电网的电流谐波，以充实输入端电能质量。

图1 系统整体结构图2 系统电路设计2.1 无线供电系统设计无线供电系统由控制端、放射端、负载整流电路组成，分离通过电磁耦合（近距离传输方式）和电磁共振（远距离传输方式），实现无线供电，系统结构图2 所示。

图2 无线供电系统结构图放射端主要由和传输通道组成。

逆变器负责将直流电（DC）转化为沟通电（AC）的装置，它由逆变桥、控制规律和滤波电路组成。

近距离逆变频率为200~500 kHz，通过电磁耦合的方式传输，用法U 形松耦合铁氧体磁芯隔离实现无线供电，3。

图3 近距离传输远距离逆变频率为1 MHz，通过电磁共振的方式传输,采纳空心变压器耦合，将初级和次级分离缠绕在圆筒上，作为传输介质，达到远距离电能传输，4 所示。