智能照明系統(tǒng)組成

系統(tǒng)單元、輸入單元與輸出單元。

系統(tǒng)單元:用于提供工作電源，源系統(tǒng)時(shí)鐘及各種系統(tǒng)的接口如PC、以太網(wǎng)、電話等;

輸入單元:主要功能是將外部控制信號(hào)換成網(wǎng)絡(luò)上的傳輸信號(hào)，具體有開關(guān)，紅外接收開關(guān)，紅外遙控器，多功能的控制板，傳感器;

輸出單元:智能系統(tǒng)的輸出單元是用于接收來自網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男盘?hào)，控制相應(yīng)回路的輸出以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。

智能照明系統(tǒng)是利用先進(jìn)電磁調(diào)壓及電子感應(yīng)技術(shù)，對(duì)供電進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與跟蹤，自動(dòng)平滑地調(diào)節(jié)電路的電壓和電流幅度，改善照明電路中不平衡負(fù)荷所帶來的額外功耗，提高功率因素，降低燈具和線路的工作溫度，達(dá)到優(yōu)化供電目的照明控制系統(tǒng)。

1)智能照明控制系統(tǒng)

2)數(shù)字可尋址led驅(qū)動(dòng)

3)燈具

4)光源

★燈光調(diào)節(jié):用于燈光照明控制時(shí)能對(duì)電燈進(jìn)行單個(gè)獨(dú)立的開、關(guān)、調(diào)光等功能控制，也能對(duì)多個(gè)電燈的組合進(jìn)行分組控制，方便用不同燈光編排組合形式營(yíng)造出特定的氣氛。

★智能調(diào)光:隨意進(jìn)行個(gè)性化的燈光設(shè)置;電燈開啟時(shí)光線由暗逐漸到亮，關(guān)閉時(shí)由亮逐漸到暗，直至關(guān)閉，有利于保護(hù)眼睛，又可以避免瞬間電流的偏高對(duì)燈具所造成的沖擊，能有效的延長(zhǎng)燈具的使用壽命。

★延時(shí)控制:在您外出的時(shí)候，您只需要按一下"延時(shí)"鍵，在您出門后30秒，所有的燈具和電器都會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。

★控制自如:可以隨意遙控開關(guān)屋內(nèi)任何一路燈;可以分區(qū)域全開全關(guān)與管理每路燈;可手動(dòng)或遙控實(shí)現(xiàn)燈光的隨意調(diào)光,還可以實(shí)現(xiàn)燈光的遠(yuǎn)程電話控制開關(guān)功能。

★全開全關(guān):整個(gè)照明系統(tǒng)的燈可以實(shí)現(xiàn)一鍵全開和一鍵全關(guān)的功能。

★場(chǎng)景設(shè)置:回家時(shí)，在家門口用遙控器直接按"回家"場(chǎng)景，

主要特點(diǎn)為·

1、系統(tǒng)可控制任意回路連續(xù)調(diào)光或開關(guān)。 2、場(chǎng)景控制:可預(yù)先設(shè)置多個(gè)不同場(chǎng)景，在場(chǎng)景切換時(shí)淡入、淡出。

3、可接入各種傳感器對(duì)燈光進(jìn)行自動(dòng)控制。

4、時(shí)間控制:某些場(chǎng)合可以隨上下班時(shí)間調(diào)整亮度。

5、紅外遙控:可用手持紅外遙控器對(duì)燈光進(jìn)行控制。

6.系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng):可系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，利用上述控制手段進(jìn)行綜合控制或與樓宇智能控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

2010年6月7日，胡錦濤總書記在中國科學(xué)院第十五次院士、中國工程院第十次院士大會(huì)上提出推動(dòng)科技發(fā)展工作的8點(diǎn)意見 ，首條便是"大力發(fā)展智能科技，堅(jiān)持節(jié)能優(yōu)先、綠色低碳"。智能科技已被提升到關(guān)乎國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展和運(yùn)用的戰(zhàn)略級(jí)層面。而幾乎同時(shí)召開的第十五屆廣州國際照明展上，智能照明系統(tǒng)成為展會(huì)的一大亮點(diǎn)，眾多知名廠家開始涉足其中，搶占智能領(lǐng)域的掘金至高點(diǎn)。

一直堅(jiān)持"快人一步"發(fā)展思想的百分百照明，早在2001年便斥巨資研發(fā)天拓智能照明系統(tǒng)(別稱"光控貓")，已推向市場(chǎng)的相關(guān)產(chǎn)品現(xiàn)已成為行業(yè)智能照明產(chǎn)品的先鋒代表，技術(shù)的先進(jìn)性、性能的穩(wěn)定性、款式的新穎性、服務(wù)的規(guī)范性等領(lǐng)先于行業(yè)眾多商家。

目前智能控制系統(tǒng)具有以下功能:

1，智能系統(tǒng)設(shè)有中央監(jiān)控裝置，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施中央監(jiān)控，以便隨時(shí)調(diào)節(jié)照明的現(xiàn)場(chǎng)效果，例如系統(tǒng)設(shè)置開燈方案模式，并在計(jì)算機(jī)屏幕上仿真照明燈具的布置情況，顯示各燈組的開燈模式和開/關(guān)狀態(tài)。

2，具有燈具異常啟動(dòng)和自動(dòng)保護(hù)的功能;

3，具有燈具啟動(dòng)時(shí)間，累計(jì)記錄，和燈具使用壽命的統(tǒng)計(jì)功能;

4，在供電故障情況下，具有雙路受電柜自動(dòng)切換并啟動(dòng)應(yīng)急照明燈組的功能;

5，系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，以便必要時(shí)對(duì)各燈組的開、關(guān)進(jìn)行手動(dòng)操作。

6，系統(tǒng)設(shè)置與其他系統(tǒng)連接的接口，如建筑樓宇自控系統(tǒng)(BA系統(tǒng))，以提高綜合管理水平。

7，具有場(chǎng)景預(yù)設(shè)、亮度調(diào)節(jié)、定時(shí)、時(shí)序控制及軟啟動(dòng)、軟關(guān)斷的功能。 隨著智能系統(tǒng)的進(jìn)一步開發(fā)與完善，其功能將進(jìn)一步得到增強(qiáng)。

采用智能照明控制系統(tǒng)總的效應(yīng)如下:

1，實(shí)現(xiàn)照明的人性化; 由于不同的區(qū)域?qū)φ彰髻|(zhì)量的要求不同, 要求調(diào)整控制照度，以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景控制、定時(shí)控制、多點(diǎn)控制等各種控制方案。方案修改與變更的靈活性能進(jìn)一步保證照明質(zhì)量。

2，提高管理水平 將傳統(tǒng)的開關(guān)控制照明燈具的通斷，轉(zhuǎn)變成智能化的管理，使高素質(zhì)的管理意識(shí)用于系統(tǒng)，以確保照明的質(zhì)量。

3，節(jié)約能源 利用智能傳感器感應(yīng)室外亮度來自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光，以保持室內(nèi)恒定照度，既能使室內(nèi)有最佳照明環(huán)境，又能達(dá)到節(jié)能的效果。根據(jù)各區(qū)域的工作運(yùn)行情況進(jìn)行照度設(shè)定，并按時(shí)進(jìn)行自動(dòng)開、關(guān)照明，使系統(tǒng)能最大限度地節(jié)約能源。

4，延長(zhǎng)燈具使用壽命 眾所周知，照明燈具的使用壽命取決于電網(wǎng)電壓，由于電網(wǎng)過電壓越高，燈具壽命將會(huì)成倍地降低，反之，則燈具壽命將成倍地延長(zhǎng)，因此防止過電壓并適當(dāng)降低工作電壓是延長(zhǎng)燈具壽命的有效途徑。 系統(tǒng)設(shè)置抑制電網(wǎng)沖擊電壓和浪涌電壓裝置，并人為地限制電壓以提高燈具壽命。采取軟啟動(dòng)和軟關(guān)斷技術(shù)，避免燈具燈絲的熱沖擊，以進(jìn)一步使燈具壽命延長(zhǎng)。

基于2.4G無線控制智能家居照明系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

隨著科技的發(fā)展，越來越多的自動(dòng)化、智能化的產(chǎn)品進(jìn)入到人們的生活，智能家居正逐漸取代傳統(tǒng)家居，成為一種行業(yè)發(fā)展潮流。智能家居照明系統(tǒng)作為智能家居系統(tǒng)的一個(gè)重要子系統(tǒng)，具有高效節(jié)能、管理簡(jiǎn)單、控制多樣、成本較低和容易進(jìn)入市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)面向智能家居的智能照明系統(tǒng)進(jìn)行研究和開發(fā)，完成了一種單片機(jī)控制的、低成本的智能家居照明系統(tǒng)。

1.概述

智能家居照明系統(tǒng)隸屬于智能家居中的一個(gè)子系統(tǒng)，也可以單獨(dú)使用。智能家居照明系統(tǒng)能控制不同生活區(qū)域不同場(chǎng)合的各種照明效果輕松解決家居節(jié)能問題、提高生活品質(zhì)。生活中常常遇到這樣的問題，當(dāng)在客廳中看電視或讀書時(shí)并不需要太強(qiáng)烈的照明光線不得不關(guān)掉客廳大燈開啟光線相對(duì)較暗用于滿足看電視或讀書需要的其他燈具。為了滿足不同場(chǎng)合的照明要求，需要安裝多種燈具，這給燈具控制帶來極大的不方便，智能照明系統(tǒng)能輕松解決這個(gè)問題。只要按下手中的遙控器就能換轉(zhuǎn)場(chǎng)景燈光照明。

智能家居照明系統(tǒng)控制方式的解決方案分為有線方式和無線方式。有線方式包括電力線載波的X-10 和CEBUS、電話線方式的HomePNA、以太網(wǎng)方式IEEE802.3 以及專用總線方式的LONWORKS 和IEEE1394 等等。其中用電力線作為網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)是:不需要另外布設(shè)電纜，降低施工難度;缺點(diǎn)是傳輸速率只有300Kbps,難以滿足視頻和音頻信號(hào)的傳輸，保密性差，接入設(shè)備昂貴等。無線方式包括紅外線方式的IrDA、無線局域網(wǎng)方式的IEEE802.11 系列、家庭射頻技術(shù)的HomeRF、藍(lán)牙的IEEE802.15.1、ZigBee 的IEEE802.15.4 等等。

無線方式解決了布線的難題，同時(shí)也能滿足視頻和音頻信號(hào)的傳輸。本文以2.4G 射頻技術(shù)為基礎(chǔ)介紹一種智能家居照明系統(tǒng)。

2.系統(tǒng)方案

系統(tǒng)方案框圖如圖1 所示。本方案采用STC12C5A08AD 作為MCU控制器，STC12C5A08AD 是宏晶科技公司最新一代單片機(jī)，采用第6 代保密技術(shù)，程序燒寫后無法解密，增強(qiáng)了保密功能。速度比普通的8051單片機(jī)快8~12 倍，內(nèi)建4 個(gè)16 位定時(shí)器，功耗比較低。MCU 的控制信號(hào)通過光耦控制可控硅來控制燈具的明亮程度，在強(qiáng)電控制接口加有電流檢測(cè)回路，檢測(cè)強(qiáng)電電流的大小，用作檢測(cè)反饋。通訊方式采用2.4G 無線通信模塊，無需布線，降低成本，控制方式靈活，遙控范圍廣，通訊速度快。本方案一共可以控制12 路燈具，適用于家庭照明控制。

3. 2.4G模塊

用于2.4GHz 通訊的通用芯片常見的有挪威Nordic 公司的nRF2401無線芯片模組，以色列RFWave 公司的RFW102 無線芯片模組等[5].根據(jù)設(shè)計(jì)需求及成本考慮，本設(shè)計(jì)中采用Nordic 公司的nRF2401進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸。

nRF2401 是一個(gè)單片無線收發(fā)一體芯片，工作在2.4GHz ISM 頻段，完全集成功率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)整電路。采用QFN24 5×5 毫米封裝，應(yīng)用電路使用外圍元件少(見圖2);采用FSK 調(diào)制方式，125 個(gè)頻道，能滿足多頻及跳頻需要;傳輸速率高達(dá)1Mbps,具有高數(shù)據(jù)吞吐量;功耗低，電源電壓1.9V~3.6V 滿足低功耗設(shè)計(jì)需要;芯片內(nèi)部設(shè)有專門穩(wěn)壓電路，使用各種電源包括DC/DC 開關(guān)電源均有較好的通信效果。

4.照明控制

常用的調(diào)光方法有:脈沖寬度調(diào)制(PWM)調(diào)光法、改變半橋逆變器供電電壓調(diào)光法、脈沖調(diào)頻調(diào)光法、脈沖調(diào)相調(diào)光法和可控硅相控調(diào)光法?？煽叵嗫卣{(diào)光法具有體積小、價(jià)格合理和調(diào)光功率范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)最終采用可控硅相控調(diào)光來調(diào)節(jié)燈具的明亮程度。

應(yīng)用可控硅相控原理，通過控制可控硅的導(dǎo)通角，將電網(wǎng)輸入的正弦波電壓斬掉一部分，以降低輸出電壓的平均值，達(dá)到控制燈具供電電壓，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)光。可控硅相控調(diào)光對(duì)照明系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)速度快，調(diào)光精度高，調(diào)光參數(shù)可以分時(shí)段實(shí)時(shí)調(diào)整。由于調(diào)光電路主要是電子元件組成，相對(duì)來說體積小、設(shè)備質(zhì)量輕、成本低。

可控硅相控調(diào)光電路如圖3 所示。單片機(jī)的控制信號(hào)經(jīng)74HC04反相后送到光耦MOC3023,光電隔離后輸入到可控硅T16C6F 的控制極，控制可控硅的導(dǎo)通角，實(shí)現(xiàn)調(diào)光。

5.結(jié)束語

基于單片機(jī)控制的智能家居照明系統(tǒng)，具有成本低、開發(fā)時(shí)間短、安裝維護(hù)方便、容易滿足客戶不同需求等優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)前景廣闊。目前我國的消費(fèi)水平并不高，對(duì)于系統(tǒng)龐大的高檔智能家居需求并不大，而智能家居照明系統(tǒng)的低成本，在家居市場(chǎng)上應(yīng)用越來越廣泛。本文介紹的基于單片機(jī)控制的智能家居照明系統(tǒng)具有一定的市場(chǎng)推廣價(jià)值。

能亮智能照明系統(tǒng)是以光伏發(fā)電、高效LED及儲(chǔ)能等構(gòu)成戶外廣告獨(dú)立光伏照明系統(tǒng)。具有高效、節(jié)能投入低、節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本，并符合國家十二五提出的節(jié)能減排的的規(guī)劃.