基于ZigBee和STM32的智能照明系统设计

摘要

LED发展历史已经有几十年，但在照明领域仍是比较新兴的技术，已成为照明家族的新星。随着 LED技术水平的逐步提高，其应用前景也逐渐突显。尤其在国际能源短缺的环境下，LED照明的市场发展潜力备受全球关注，将会是白炽灯、钨丝灯和荧光灯等最具潜力的换代商品，照明业界在 LED上若能有一番作为将会引领照明技术的革命。
　　另一方面，物联网技术在近年来迅猛发展，众多产业之间互联互通越来越得到重视。物联网将资源信息化、网络化，为其与 LED照明产业的结合带来了崭新的产品模式。信息化突破了传统的局限，逐渐普及到智慧城市、智能交通、智能家居等众多领域，利用物联网，能把任何物品与互联网连接，进行信息共享，实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理，从而达到人们追求的环保、健康、绿色的生活方式。
　　随着 LED技术的发展以及物联网技术的不断应用，LED照明产品以其安全、稳定、使用、环保、开放、标准等理念，将成为社区、家庭智能化应用的开拓者。随着我国人民生活水平的不断提高，以及基于情调照明和情景照明的设计理念的导向，开发便于人们使用、功能齐全和遵循相应国家标准的 LED终端产品及系统，不仅能提升 LED产品行业的核心竞争力，发展具有自主产权的 LED控制关键技术，还能带动国内 LED相关产业的发展。照明智慧化突破传统的照明控制方式，是 LED产业发展的趋势与要求，具备明晰、可持续发展的商业模式是 LED产业发展的必由之路。
　　本文根据 LED照明与物联网相结合的构思，调研了国内外相关研究现状，对相关技术进行研读，针对智能照明系统中对照明信息采集以及对照明状态控制的问题，本文提出并实现了基于 ZigBee和STM32的智能照明系统，该系统终端实现了 LED状态监控，并通过 ZigBee无线技术将监控数据传送到系统协调器。系统协调器作为终端与服务器通信的桥梁，负责在 ZigBee与上位机之间进行数据通信。
　　本文所设计系统主要实现了如下功能：（1）可以根据室内有无人员来实现对室内的灯的开关状态的控制。（2）在室内有人的情况下，可以根据室内照度信息的情况自动调节LED灯的亮度，使室内照度始终保持在一个合适的状态。（3）通过上位机软件对各个工作间或会议室的室内信息进行显示，同时根据不同的情况对它们进行相应的控制状态的调节（如自动控制、手动控制等）。（4）在各个室内加入了不同的情景模式（PPT放映模式、会议模式等），这些模式通过按键方式进行切换。经测试，该系统运行稳定可靠，具有较高的推广应用价值。

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第1章 绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文主要工作

第2章 系统设计方案与关键技术简介

2.1系统总体设计方案

2.2上位机软件简介

2.3 ARM微控制处理器

2.4 ZigBee集控网络

2.5本章小结

第3章 系统硬件电路的设计

3.1 STM32硬件电路设计

3.2 ZigBee网络硬件电路设计

3.3 系统电源电路设计

3.4本章小结

第4章 系统软件设计

4.1集成开发环境简介

4.2系统设计方案分析

4.3系统功能设计

4.4程序设计

4.5 上位机软件设计

4.6 本章小结

第5章 系统测试与实现

5.1智能照明控制系统软件调试

5.2智能照明控制系统硬件调试

5.3 系统硬件功能测试

5.4 上位机软件功能测试

5.5 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

在读期间发表的学术论文及研究成果

致谢