Led无线智能系统的设计
2021-08-15 
本文摘要:目前LED是世界接纳的环保型高科技光源。LED比霓虹灯节电多达80%。LED使用电场闪烁。 LED具备无辐射、寿命长、光效低和低功耗的特点。LED的光谱80%以上集中于红外线,它的闪烁效率超过80%~90%,因此使用LED灯光将沦为未来的发展方向。本文融合zigbee无线传感网设计了一种Led无线智能系统。

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目前LED是世界接纳的环保型高科技光源。LED比霓虹灯节电多达80%。LED使用电场闪烁。

LED具备无辐射、寿命长、光效低和低功耗的特点。LED的光谱80%以上集中于红外线,它的闪烁效率超过80%~90%,因此使用LED灯光将沦为未来的发展方向。本文融合zigbee无线传感网设计了一种Led无线智能系统。

关键字:led照明,zigbee,智能系统1.led照明的特点LED是通过超导闪烁晶体收到高强度的光,由于它的发热量很少,会像白炽灯浪费过于多热量,会像荧光灯产生剧毒危害气体,也会像霓虹灯拒绝高压供电,不易损毁。目前LED是世界接纳的环保型高科技光源。LED比霓虹灯节电多达80%。

LED转变了白炽灯钨丝闪烁与节能灯三基色粉闪烁的原理,而使用电场闪烁。LED具备无辐射、寿命长、光效低和低功耗的特点。LED的光谱80%以上集中于红外线,它的闪烁效率超过80%~90%。

LED灯光利用的是LED点光源,它可以便利的利用光学设计掌控其光照的均匀度,可以利用非常简单的电路来掌控LED内的驱动电流,便于展开数字调光,LED还具备小电压供电,工作安全可靠,显色性较好的特点。因此使用LED灯光将沦为未来的发展方向2.方案的设计图1为Led无线智能系统的设计框图,整个系统还包括6个部分,即信息管理中心(PC监控台)、zigbee传感网络、LED支路控制系统、LED驱动电路、ZigBee终端环境参数检测节点和支路掌控节点。

根据外界的环境(亮度、湿度、温度),系统自动运营,并能动态监控各灯的工作情况,及时的追踪和确保。信息管理中心使用RS232通信,将外界环境的动态参数和LED工作状态等信息及时上载至Pc并展开表明,管理中心对整个系统展开监控,并能根据命令,人工展开掌控各灯的亮度和电源zigbee网络负责管理对信息管理中心的命令传输和收集ZigBee终端节点的各种状态参数;终端节点对LED展开驱动和掌控;ZigBee终端支路负责管理监控整个支路的工作状态,如电压、电流等;ZigBee终端环境参数检测系统用作检测整个系统的环境参数,还包括光线强度、环境的温度、湿度等,以之作为ZigBee终端掌控的依据。图1Led无线智能系统的设计框图3.zigebee的自由选择ZigBee网络用的是成都无线龙的C5lRF系统。

其使用的是TI公司的CC2430处理器,CC2430功能强大,只需较较少的外围部件就能构建对信号的发送。单个芯片上还融合了微控制器和射频电路,它用于1个8位的微处理器(8051),具备可编程存储器的大小为128kB和8kB的RAM,还具备a/d转换器、定时器和AESl28协同处理器H1。

C51RF-3-PK专业研发系统,几乎符合IEEE802.15.4标准和ZigBee技术标准的无线网络技术设计研发。是一款便利、快捷、经济、高效的开发工具套装。通过C51R系统能构建对星状网络或串状网络的重新组建。

在c51RF系统中,在无障碍物的情况下,ZigBee设备的传输距离为l00m;有障碍物时的可信传输距离为30m,在本系统的设计中使用星形网络,。4.led节点的掌控本设计系统控制路灯节点的方式有两种。一种为掌控单盏灯的方式,即需要对每盏灯的光色(使用基于三基色原理掌控LED三色灯)功率、电源、展开分开的掌控,这样可以依据环境的参数(透射、温度、湿度、时间)对灯光原作特定的控制策略,如在国庆、中秋等类似的日子可以表明有所不同的颜色和亮度;另一种是掌控支路的方式,主要通过对支路的电源的掌控来构建的,通过对支路的电流、电压的检测,根据支路电流及电压的值来确认支路的工作状态否长时间。由于本系统使用恒流驱动led,所以可以自由选择PT4115恒流驱动芯片,PT4115是一款倒数电感电流导通模式的升压恒流源,合适LED灯的驱动电路。

它具备直流8V-30V的电压输出范围,穿透电压为45V,输入0.2~1.2A恒定平电流,可以照亮1~7颗串联的大功率LED或N颗串并联的小功率LED,电流的大小可按根据方案展开原作.。PT4115利用频率抖动技术较好地提高了EMI;使用从满量程向上到零的PWM调光;可以超过5000:1的调光比;SOT89-5的PCB方式,芯片的管芯必要连到PCB外的金属板展开风扇,风扇效果较好;PT4115内部有过温维护电路,当芯片的温度多达160℃时,芯片将暂停输入电流,并转入过温维护状态,当温度完全恢复到140℃时,芯片新的打开到长时间工作状态。PT4115恒流驱动芯片的应用于电路较为简单,周边仅有4个元器件,应用于成本便宜。如图2右图。

图2节点led控制电路2.1终端节点设计图3是本控制系统的终端节点的电路框图。终端节点的外围电路有电源管理、PT4115驱动源、光照度传感器、温度传感器、RS232通信、光电隔绝继电器等模块。传感器主要用作对环境参数(光照度、湿度、温度等)展开动态的收集;继电器主要用作对LED的电源展开掌控;PT4115应用于脉冲恒流源驱动技术掌控电流脉冲频率和频率构建LED的PWM无极调光,从而超过合理的必须的灯光亮度。

同时,传感器动态收集的环境参数通过控制器CC2430经路由节点后传输到协商器处理器,并与事前原作参数展开核对,并较慢作出号召。LCD表明模块对ZigBee传感网组网信息展开动态的表明;ZigBee遥控模块用作转换自控和手控两种模式,手控状态时,用户可以通过遥控器LED灯光系统展开远程操作者,自控状态时,灯光系统不会根据外界环境的变化展开智能控制整个系统工作;协商器节点的通讯模块使用标准的RS232,与PC服务器节点创建双向通信,以构建LED灯光控制系统的一站式集中管理。协商器、路由节点使用CC2430芯片为微处理器,外围电路和终端节点电路相近,但没传感器模块、PT4115模块和继电器模块,对简单数据的综合处理能力相比之下小于其他节点。图3led照明控制系统终端节点电路框图3LED灯光系统软件构建3.下位机用于的控制软件有3部分:协商器节点、路由节点和终端节点。

协商器展开自由选择信道并将路由节点及终端动态搜集的环境参数与系统事前原作参数展开一一对比和综合分析,根据分析的结果继续执行适当的操作者;终端节点及路由顺利劲射后,展开动态的搜集灯光现场的环境参数和LED灯运营状态,并以无线的方式传输给协商器控制器。在本系统中,通过RS232串口协商器间隔1秒钟将灯光现场的温度、湿度、光照度等环境参数和LED灯的运营状态传输给PC上位机并展开表明,又可以通过将PC上位机公布的的用户指令发送到无线传感网的其他终端节点,图4为下位机的软件流程图。

图4下位机软件流程图5结束语本系统是利用ZigBee无线传感网的一个基本的应用于,灯光电路的掌控方式有手动掌控盒自动控制两种方式可选,该系统可以最大限度减少“长明灯”的现象,增加对电力资源的浪费,同时使用无线传感网络解决了传统灯光电路的简单布线、管理领先、掌控单一等缺点。该系统在智能建筑和智能家居等高档别墅中具有极大的市场竞争潜力,具备十分辽阔应用于前景。


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