Zigbee的LED无线智能控制系统硬件设计(3)
延长光源寿命
电网电压的波动一直是在无论是任何启动方式导致光源寿命缩短的一个主要问题。因此，我们就有必要抑制一部分电网电压来增加光源寿命。智能照明控制系统具备了电压限定和扼制电流滤波等等的功能这些功能可以保护灯具以免受到过电压和欠电压的损害从而抑制电网的浪涌电压。要想时灯具的使用时间加长而且防止冲击电流对灯具的回路造成电压差从而损坏灯具，那么使用软件关断的技术以及通过软件来启动灯具就可以很好地解决这个问题。延长灯具的寿命不仅可以改变传统控制方式下频繁的更换灯管减轻人们的工作量，而且也可以减少置换灯具的费用，降低前期对于智能控制投入的成本。
提高管理水平
传统的开关控制灯具的方式将被智能化管理方式所取代这不仅可以减少运行、和文护等方面管理的费用并且提升了智能照明管理的水品。
总而言之，为了满足人们日益增长的对于节电照明用电、环境保护、照明质量高的需要，那么智能型的控制器以及控制系统的设计和使用将会对建立高效、舒适、节约的照明控制系统有着重大的发展意义。
1.2 国内外智能灯光控制研究现状与水平
1.3 课题主要研究和安排
本文所设计智能灯光控制系统采用的是RS-232与Zigbee无线通信技术相结合的方式所组成的分布式系统，上位机可以通过下达指令的方式来远距离无线控制灯具的工作模式，对LED灯具正常工作时的开关状态以及LED灯具所处于环境的光照度进行数据的收集。本文主要研究内容有：
(1)分析各种通信方式的特点。选择通信方式在本设计中的运用
(2) Zigbee网络介绍以及协调器和个节点模块之间的通讯方式和工作原理。
(3)采用光照度自控和无线控制相结合的方式对灯进行控制。一方面灯具的开关根据光照度进行自动控制，另一方面，在默写突发状况下人为需求对灯具的强制打开就需要运用到人为手动无线控制的方式。
(4)上位机监控端的软件设计。
(5)实验结果分析。
2 LED控制系统方案介绍
2.1 系统需求分析
基于传统灯光控制系统存在节能效率低、智能控制化低，以及人们日渐对于照明要求提高等等的一系列问题，根据LED特点，开发出一套分布式LED智能控制系统，本设计系统具有对灯具的开关、外界光照度的采集以及远程强制控制等功能。系统需求包括以下几点：
(1)分布式控制系统，各个模块分开实行控制，灵活性较大，方便用户添加或减少新的模块，不影响其它模块的正常运行。
(2)系统模块带有供电电源提供网络供电，以保证模块正常运行。
(3)远程强制控制，当用户需求强制控制光源时，会根据用户在上位机上的控制来完成灯的开关控制。
(4) 传输实时数据，信息传输模块会将外界实时的光照度数据传送回上位机的控制界面，万一出现数据误差将会传送回上位机以供用户做出及时的调整或检修。
2.2 系统主要结构
根据2.1中所分析的灯光控制系统的需求，在灯光控制系统的总体结构设计上采用了一种分散式的结构方式来进行设计。整个结构包括上位机控制中心、RS-232总线、中间协调装置以及最末端的终端接收模块一共四部分。其大致的结构框图如图所示。通过RS-232总线和Zigbee无线网络形式的照明控制系统，上位机监控信息的采集是通过RS-232总线和中间协调沟通，LED灯最末端的终端接收模块与中间协调器通过Zigbee无线网络进行通讯，上位机监控终端将指令通过协调器发送给最末端的接收模块，假使某个接收模块出现故障，那么只影响其中一个接收模块的工作而不影响Zigbee无线网络内的其他模块的正常工作。使用RS-232总线与上位机进行信息通信和Zigbee网络之间的数据通信相结合的构建方式，将保证用户通过上位机将指令及时传输到最末端的终端接收模块以及外界光照度数据和LED灯的照明状况的及时上传。LED灯末端的终端接收器将外界接收到的光照度数据通过Zigbee网络、发送到中间协调器上，再由中间协调器将接收到的数据通过RS-232总线上传到上位机控制中心进行监测。上位机一方面对循环数而来的数据进行分析，另一方面将通过RS-232总线以及Zigbee网络将预先设定好的指令输入到最末端的终端接收模块对LED灯的强制开/关照明模式，节能式照明模式的控制，达到预先设定的控制模式。
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