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随着社会和科技的发展,移动互联网技术和半导体技术突飞猛进,国家大力推进智慧城市的建设,网络的概念渗透到人们生活的每个角落,人们越来越注重生活的高效便捷性。创新2.0时代下互联网与传统行业融合发展,催生新的科技社会发展形态,新一代信息技术被广泛应用在家居、建筑和工程自动化等各个领域。传统的照明系统具有布线施工繁琐、照明功能少、可维护扩展性低,以及能耗高等多种缺陷,而现代化的智能照明系统则利用无线网络技术与新型LED照明技术相结合,让人们体验到高效节能,功能多样化、集成灵活控制的照明系统。 本文从人们生活需求与行业科技发展相结合出发,调研了国内外关于智能照明领域的研究现状和未来发展趋势,分析了智能照明系统所应用各种新兴技术的特点,提出了一种基于Zigbee技术的智能调光调色照明系统。目前行业内主流的无线通信标准有Zigbee、蓝牙以及Wi-Fi等,选择以Zigbee作为本系统的通信控制方式,利用其无线自组网、低功耗、时延短和安全可靠的性能特点,提升用户的照明控制体验,解决传统照明系统安装繁琐、功能单一、集成控制和灵活扩展不能两全等问题。本系统将智能灯节点进行分布式灵活安置,采用白、红、绿、蓝4色LED灯珠作为绿色照明光源,设计了11颗共4组LED灯珠高度集成在易散热的铝基板上,由4路PWM调制信号驱动白、红、绿、蓝LED灯珠进行混色照明。灯的电源采用恒流驱动方案,使用FT838D芯片和红宝石电容作进行AC-DC电源设计,使用PAM2861芯片实现DC-DC降压转换和恒流供电。灯节点的无线控制使用RFX2401芯片增强2.4G无线信号,灯通过接收智能网关的无线控制指令数据实现多样化的情景照明。整个系统的硬件成本、能耗低、照明效率高、使用寿命长。软件设计方面,智能灯之间呈网状拓扑结构进行组网通信,有效保证系统的环境适应稳定性。系统的客户控制端为安卓手机APP,核心智能网关由STC15单片机和CC2530组成,负责接收安卓APP端发来的调光调色控制数据,并转发至分布式的灯光节点实现相应照明效果。 该智能照明系统结合移动互联网,实现了对灯光的任意亮度和1600万真色彩调节照明。对比其他只能对灯节点进行开关控制的照明系统,本方案在采用Zigbee高效安全、低功耗无线控制方式的基础上,实现了色彩更丰富的情景照明。同时在实验过程中,实测在采用本系统的硬件设计方案后,单节点的无线有效控制直线距离从普通Zigbee网络100米的覆盖范围提升到了150米,并且节点中LED灯的照明效率也非常高,可以从3000K(暖色)到6500K(冷色白光)之间进行无级调色温。本系统使用舒适便捷,照明高效节能环保,符合国家绿色环保、低碳节能的发展理念,具有较好的发展和广泛应用前景。