楼宇自控系统的智能照明控制技术.doc

楼宇自控系统的智能照明控制技术 摘要随着社会经济的发展以及科学技术的进步，智能化己经普及 到生活的方方面面。在建筑行业中，智能化的运用也是无所不及，很多现 代化的楼宇，都安装了智能控制系统，包括通风空调、电子监控、消防系 统、楼宇网络等，随着科学技术的进一步发展，照明系统的自动控制也加 入设计中，科学的照明环境和节能效果让照明系统控制在楼宇的建设中， 地位越来越重要。本文就基于Zigbee技术对楼宇照明控制系统做简要的 设计概括。 【关键词】楼宇自控智能照明Zigbee技术 在社会环保大环境的影响下，绿色概念普及到各行各业，楼宇照明控 制系统在这种氛围屮，得到了充足的发展空间。越来越多人在设计楼宇或 家居吋考虑到照明对生活的影响。在建筑设计中，，智能照明系统被应用 到各个角落，办公室、走廊、公共卫生区域、公共活动区域等，这样的设 计既实现了楼宇照明的整体管理，节约了电资源，同时也倡导了环保，节 省了人力。基于Zigbee技术的照明控制系统是把Zigbee的优势充分的应 用到实际中，是智能化设计的基础。 1 Zigbee技术的概念 ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双 向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设 备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间 数据传输的应用。由于它的优势，应用到楼宇照明控制系统有很强的实用 性。 2楼宇智能照明系统的设计 2. 1 Zigbee系统设计 在楼宇智能照明系统当屮，Zigbee系统的搭建，需要四个部分分工合 作，共同协调。包括： 2.1.1网络协调器 主要辅助维护网络通信的正常，它与核心处理器进行双向通信，可以 收发数据信息，保证有效信息传达到目的节点。 2. 1.2路由器 在通信距离比较远，线路条件比较差时，要安装路由器，增强信号的 强度，保证信号通信的覆盖范围。 2. 1.3终端 它的工作是根据传感器或者红外感应，达到节电的作用，是省电设备。 通过把感应到的数据信息传送给下一级，而达到被控制的冃的。这个设备 也可以双向通信，把从子网中心获得的控制消息再转送回来。 2. 1. 4子网中心 这个设备直接安装在灯具上，从而获得感应消息，通过格式转换、控 制处理等过程，把消息传递出去。 2.2 Zigbee组网设计 在Zigbee的组网设计，与普通的局域网设置一样，要考虑网络地址 分配和网络拓扑结构。Zigbee技术具有强火的自组网的能力，ZigBee大 规模的组网能力一一每个网络65000个节点，而每个蓝牙网络只有8个节 点。因为ZigBee底层采用了直扩技术，如果采用非信标模式，网络可以 扩展得很大，因为不需同步而且节点加入网络和重新加入网络的过程很 快，一般可以做到1秒以内，甚至更快。而它是基于IEEE标准协议，所 以有其负责对物理地址的维护、分配和管理。我们在进行地址分配时，要 保证地质的唯一性，避免重复造成的网络冲突。在组件网络的过程中，协 调器节点会对16位网路地址进行自动分配。 2.3 Zibgee网络通信 在Zigbee网络通信中，需要在软件编写时注意三方面数据帧的设计: 2. 3. 1报警帧 它是保证照明控制系统正常的最直观的反应。当有照明系统出现异常 工作状态时，这个报警帧就会把消息传递给相关节点。 2.3.2应答帧 应答帧可以根据需求，反应出当前照明系统工作状态，具冇查询和反 馈的功能。 2.3.3控制帧 控制帧当中包含了控制参数、控制属性和地址。其中，控制参数和控 制属性类似于处理核心和控制终端的数据格式。地址信息包含源地址和0 标地址，都是节点中的物理地址或组地址。 3楼宇智能照明系统实现 3.1 Zigbee无线网络的实现方法 在Zigbee节点中，包含了 PCB绘制、原理图设计、芯片选择等。节 点具有小体积、低成本等方面的要求，同时具有十分复杂的主要芯片电路, 因此采用了双层板的设计。在核心电路的设计中，包含了芯片选择、原理 图设计、PCB设计等工作。在DA电路的设计当中，包含了 DA芯片的选择、 原理图设计、射频部分设计等工作。在软件方面，系统采用的开发技术是 单片机，在编程开发过程屮，应用了 IAR编程环境。Zigbee节点主耍负责 串口数据的接收和处理。在程序包当中，包含了操作常用寄存器的宏，以 及调用和重新定义函数所需的文件。在接收和发送串口数据，输入、输出、 敁示系统信息的时候，都有相应的函数标准。 3.2控制终端的实现方法 在基子Zigbee技术的楼宇智能照明系统当屮，控制终端主耍包括智 能手机、计算机、平板电脑、ARM板等。同时对图形用户界面开发和数据 库技术进行了应用。根据用户对终端控制设备的不同要求，可以设计不同 的软件语言，既防止了设备管理不统一造成的混乱，也更加具有