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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。
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。
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技术的智能照明系统设计智能照明系统是一种基于智能化技术的照明控制系统，可以实现对照明设备的自动化控制和管理。
随着物联网技术的发展和智能家居市场的兴起，智能照明系统在家庭、办公室、商业建筑等各个领域得到了广泛的应用。
本文将介绍一种基于ZigBee技术的智能照明系统设计。
一、系统概述智能照明系统主要由控制中心、照明设备和无线通信模块组成。
控制中心是整个系统的核心，负责处理用户的指令和控制照明设备的状态。
照明设备包括智能灯泡、智能开关等，能够通过无线通信与控制中心进行数据交互。
无线通信模块采用ZigBee技术，能够实现低功耗、长距离的无线通信。
二、系统功能1. 远程控制：用户可以通过智能手机或电脑等终端设备远程控制照明设备的开关状态、亮度调整等功能。
例如，用户可以在外出时通过手机app控制家中照明设备的开关，达到节能和安全的目的。
2. 定时调节：用户可以按照自己的需求设置照明设备的定时开关、亮度调节等功能。
例如，用户可以在晚上睡觉前设置照明系统在一定时间后自动关闭，省去了手工操作的麻烦。
3. 节能调节：系统可以通过感应器获取环境光线强度，并根据光线强度自动调整照明设备的亮度。
例如，当白天阳光充足时，系统会自动降低灯光亮度，节省能源。
4. 情景模式：用户可以根据不同的场景需求设置不同的照明模式。
例如，可以设定会议模式、观影模式、阅读模式等，系统会自动调整照明设备的状态，提供合适的照明效果。
三、系统设计1. 网络拓扑结构：采用星型网络拓扑结构，控制中心作为协调器，照明设备作为终端节点，通过无线通信模块与控制中心进行数据交互。
2. 数据传输协议：采用ZigBee协议，具有低功耗、简单易用、安全可靠等特点。
ZigBee协议支持多种应用层协议，可以根据需要选择合适的协议，如ZigBee Light Link等。
3. 控制中心设计：控制中心通过连接路由器或网关与互联网进行通信，可以实现远程控制和智能化管理。
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。
