發(fā)布時間：2020-08-21 03:39

【摘要】：隨著信息技術的進步、物聯(lián)網(wǎng)概念的提出以及LED(Light Emitting Diode)行業(yè)的蓬勃發(fā)展,功能單一、功耗較高的傳統(tǒng)光源照明方案已經(jīng)不能滿足日益增長的生活需要,人們逐漸使用LED替代傳統(tǒng)照明系統(tǒng)。隨著計算機網(wǎng)絡技術和無線傳感器技術的飛速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IoT)技術也廣泛的應用到室內照明系統(tǒng)中,形成智能照明技術,并與自然光互補進行室內照明也成了一種發(fā)展趨勢,符合國家倡導的“節(jié)能環(huán)保、低碳生活”的理念。本論文提出了一種基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡的室內智能照明系統(tǒng),主要針對室內LED光源和自然光的互補照明技術進行了研究。利用ZigBee無線傳感網(wǎng)絡技術與ZigBee網(wǎng)絡協(xié)議棧的拓撲結構的結合,通過實時采集室內各盞LED燈的環(huán)境照度,再通過控制系統(tǒng)的分析和判斷,實現(xiàn)情景模式和室內燈光調節(jié)的功能。本論文主要完成的工作包括以下幾點:(1)ZigBee節(jié)點設計:本系統(tǒng)利用一個ZigBee協(xié)調器節(jié)點和多個ZigBee終端節(jié)點構成的ZigBee網(wǎng)絡系統(tǒng),其中各個ZigBee終端節(jié)點上均接有一個BH1750照度傳感器,傳感器負責進行室內環(huán)境的照度采集,并通過它所連接的ZigBee終端將數(shù)據(jù)發(fā)送到協(xié)調器進行相應的數(shù)據(jù)處理;(2)上位機設計:上位機主要是利用Qt軟件(跨平臺C++圖形用戶界面應用程序開發(fā)框架)進行開發(fā)的用戶實時管理系統(tǒng)。可以通過該上位機對室內環(huán)境照度任意情境模式選擇與照度控制;(3)計算機模擬與仿真:利用當前實驗室環(huán)境,對實驗室環(huán)境實地建模,結合照明輔助軟件(DIALux)進行了照明環(huán)境模擬,提出LED光源和自然光互補照明方案;(4)系統(tǒng)測試:對系統(tǒng)內各個模塊進行測試,包括照度傳感器、LED驅動模塊和ZigBee網(wǎng)絡的組網(wǎng)測試等,并進行系統(tǒng)整體調試;對模擬結果和試驗數(shù)據(jù)進行對比、分析;最后對整個實驗結果作了分析評估。
【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM923.34
【圖文】：

圖 2.1 系統(tǒng)總體設計架構2.2 智能照明系統(tǒng) ZigBee 設計及介紹2.2.1 ZigBee 技術簡介ZigBee 技術，亦譯為紫蜂技術，是由美國 Moto rola 公司、荷蘭 Philips 公司、英國Invensys 公司和日本Mitsubishi 電氣公司等于 2002 年提出研究出具有成本更低、功耗更小、距離更短和傳輸效率高的無線通訊技術[20]。2004 年，世界誕生了第一個ZigBee 規(guī)范[21]。隨著 ZigBee 技術的成熟和現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，ZigBee 聯(lián)盟相繼推出了相對比較完善的 ZigBee 2006 和 ZigBeePro 等。ZigBee 技術是一種低功耗、短距離的雙向無線通信技術，是基于 IEEE 802.15.4（Instituteof Electricaland Electronics Engineers,電子電氣工程師協(xié)會）標準研發(fā)的無線網(wǎng)絡技術。該通訊協(xié)議是建立在 IEEE802.15.4 標準之上，它定制了物理層（PHY層）、媒體訪問控制層（MAC 層）的協(xié)議，ZigBee 聯(lián)盟對它的網(wǎng)絡層（NWK 層）

LED 光源與自然光互補照明技術研究信息。表2.1 ZigBee 頻帶及信道分布信息2.2.2 ZigBee 協(xié)議棧簡介ZigBee 協(xié)議是基于 IEEE 802.15.4 標準開發(fā)并定義了 MAC 層和 PHY 層[23]。ZigBee 設備應該包括 IEEE 802.15.4 的PHY 層和MAC 層及 ZigBee 協(xié)議堆棧層：MAC 層、APS 層和安全服務供應層。如圖 2.2 的 ZigBee 協(xié)議�？蚣軋D。頻率 頻帶 覆蓋范圍 數(shù)據(jù)發(fā)送速率 信道數(shù)量868 MHz ISM 歐洲 20 kbps 1915 MHz ISM 美洲 40 kbps 102.4GHz ISM 全球 250kbps 16

的添加和刪除、路由信息、請求安全和執(zhí)行路由發(fā)現(xiàn)用層（APL）有應用框架、ZigBee 設備對象（ZDO）和應用支持（AP框架為 ZigBee 協(xié)議棧規(guī)定了一系列標準數(shù)據(jù)類型；設備 ZigBee 網(wǎng)絡中的角色（即 Coordinator,Router and Endd發(fā)現(xiàn)請求信息，并在每個網(wǎng)絡設備之間建立一個安全的能是為應用層提供一個數(shù)據(jù)服務和 ZigBee 節(jié)點規(guī)范，維護綁定鏈接和它自己綁定表的存儲。e 協(xié)議棧網(wǎng)絡拓撲結構絡拓撲結構有星形結構、簇形結構和網(wǎng)型網(wǎng)絡拓撲結構域也有所差異。在 ZigBee 無線網(wǎng)絡中，根據(jù)其功能不同方案也有所不同[27][28]。如圖 2.3 為 ZigBee 協(xié)議棧網(wǎng)絡拓

【參考文獻】

相關期刊論文 前6條

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本文編號：2798871