无线智能调控大功率LED场景照明系统研究

摘要

LED所具备的优越性能使它逐渐成为人类的主要照明光源，这是大势所趋；另外，无线通信技术、嵌入式技术和网络技术的日益成熟，为无线照明系统的发展奠定了坚实的基础；与此同时，人们对照明环境提出了更具智能、更具个性的要求，这使得LED无线智能照明系统成为照明领域中的一大热点。
　　比起用作指示灯的LED，用于照明的LED需要更大的功率，一般不低于1W。这种LED在使用时不仅需要考虑散热问题，还需要配置专门的驱动电路来保证它发光的稳定性，因此，通常将其称为大功率LED。
　　目前，人们设计的无线智能照明系统多采用无线保真（Wi-Fi）、蓝牙（Bluetooth）和紫蜂（ZigBee）技术来实现无线通信。在智能照明中，无线保真因为耗电量大而逐渐被后两种技术取代；蓝牙以开发简单、方便且在智能手机、笔记本电脑等移动设备中得到广泛应用等优势而深受各大厂商的喜爱；紫蜂则因为在耗电和强大的自组网功能的巨大优势、在智能家居中拥有巨大潜力而在研究者中广受好评。
　　本文使用紫蜂技术搭建了一个LED无线照明系统，并通过传感器赋予它们一定的感知能力来实现一些智能。在硬件上，本文选用CC2530作为控制核心，用PT4115驱动LED光源，用DHT11温湿传感器、HC-SR501红外探测模块、MQ-2气体探测模块和GY-30光照度传感模块获取照明环境的相应参数，从而实现了几种目前应用较广的智能照明策略。
　　通过对这些照明策略的测试，本文认为无线智能照明的优势主要体现在安装方便、个性化（或可定制）程度高和可以轻松实现云端、远程控制。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要内容和结构安排

1.4 本章小节

第二章 无线智能照明系统的组成

2.1 无线智能照明系统总体结构

2.2 光源

2.3 光源驱动组件

2.4 控制组件

2.5 无线收发组件

2.6 感应探测组件

2.7 用户界面组件

2.8 智能照明策略

2.9 本章小节

第三章 系统硬件设计

3.1 系统总体结构

3.2 光源组件设计

3.3 光源驱动组件设计

3.4 无线收发组件和控制组件设计

3.5 感应探测组件

3.6 本章小节

第四章 系统软件设计

4.1 软件框架结构

4.2 紫蜂设备通用软件设计

4.3 协调设备软件设计

4.4 路由设备的软件设计

4.5 终端设备的软件设计

4.6 本章小节

第五章 系统测试与结果分析

5.1 网络功能测试

5.2 PWM信号调光测试

5.3 场景照明测试

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

附录A 本文搭建的照明系统实物图