一种基于ZigBee的高效节能智能化LED照明系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及LED技术领域，尤其涉及一种基于ZigBee技术的高效节能智能化LED照明系统及其控制方法。本发明专利技术将ZigBee无线传感网络和Bluetooth技术结合其起来，设计出一款通过手机智能控制的LED调光系统,运用ZigBee协议栈开发组建自组网系统，ZigBee协调器连接 Bluetooth 模块，实现在基于Android系统的智能手机上对LED开关、亮度和颜色的控制功能。本系统低能耗，人性化管理，解决了传统机械开关使用不方便和传统灯具亮度不可调的问题，具有一定的实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及LED
，尤其涉及一种基于ZigBee技术的高效节能智能化LED照明系统及其控制方法。
技术介绍
随着电子技术和无线传感网络技术的发展，人们对生活质量的要求越来越高，智能化的照明系统在未来照明领域中具有很好的发展前景\传统的照明系统大多采用有线连接，布线麻烦，费用也很高，且扩展性差，维护困难，能源消耗大。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷或不足，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种种基于ZigBee技术的高效节能智能化LED照明系统及其控制方法，包括手机客户端、ZigBee网络、LED驱动电路、ZigBee协调器和ZigBee终端节点、蓝牙模块，所述ZigBee网络包括协调器、路由器、终端设备；所述手机客户端的监控界面打开蓝牙连接，手机上的蓝牙与蓝牙模块配对连接，手机将数据无线发给蓝牙模块，蓝牙模块通过串口有线通信将数据传给ZigBee协调器，上电后ZigBee协调器自动组建网络，ZigBee终端节点自由的加入网络,网络建立完成后，ZigBee协调器接收到的数据，转发给设定网络地址的终端设备，终端设备接收到数据，如果没有数据传过来，终端设备进入休眠状态，实现低功耗，否则终端设备唤醒并对数据进行处理，并把产生的 PWM 信号给LED 驱动电路，从而调节 LED灯状态的变化。作为本专利技术的进一步改进，所述ZigBee的外围电路有电源电压检测电路、红外遥控收发电路、PT4115 脉冲恒流驱动源、环境光照传感器、环境温度传感器、红外人体探测传感器、RS232 串口通信模块、光电隔离继电器模块、PCB无线收发天线、LCD显示、独立按键。一种使用基于ZigBee技术的高效节能智能化LED照明系统的控制方法，采用Z-stack协议栈进行控制，具体包括以下步骤：A、系统启动，B、驱动初始化，C、OSAL初始化和启动，D、进入任务轮循，E、协调器进行建网，F、路由器完成数据包的转发、终端设备负责数据采集和可执行的网络动作。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤B中驱动初始化包括关中断、初始化Stack RAM、初始化Board IO口、初始化HAL层驱动、初始化NV FLASH、初始化MAC层、分配64位物理地址、读取NV ITEMS。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤D中进入任务循环包括 OSAL任务轮循主循环，判断是否有事件发生，如果没有就返回OSAL任务轮循主循环，如果有，进入比较优先级，当优先级相当高时就调用时间处理程序，否则，再次进入比较优先级，调用时间处理程序后判断是否结束，如果是，则进入有事件发生，如果不是，再进入优先级的比较。作为本专利技术的进一步改进，ZigBee协调器的工作：当节点加入网络时候，协调器会自动给其分配唯一的 16 位网络地址，组网成功后检测是否有按键按下，如果有就执行按键处理，否则就检测串口是否有数据接收，接收到调用数据处理程序，没有数据接收就检测是否有发送数据，如果有就发送给蓝牙模块，如果没有就进行循环检测。作为本专利技术的进一步改进，路由器、终端设备在经过一系列的初始化后，便会搜索网络并加入，接下来就判断是否有绑定请求，如果没就判断是否有接收到来自协调器的命令，如果接收到协调器的命令，根据接收到的数据，进行处理，输出PWM波给驱动电路，进行相应的调光、调色。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用ZigBee 技术和手机蓝牙技术，实现了对LED 灯的无线控制，且经过一段时间的测试，系统不仅可以通过手机控制LED 灯的开关，还可以调节LED 灯的亮度和颜色，已经达到了预期的结果,该系统结构简单，成本低，解决了传统机械开关使用不方便和传统灯具亮度不可调的问题，具有一定的实用价值。附图说明图1是本专利技术提供的Z-stack 工作流程图；图2是本专利技术提供的ZigBee协调器流程图；图3是本专利技术提供的ZigBee终端设备流程图 。具体实施方式下面结合附图说明及具体实施方式对本专利技术进一步说明。本专利技术包括手机客户端、ZigBee网络、LED驱动电路、ZigBee协调器和ZigBee终端节点、蓝牙模块，所述ZigBee网络包括协调器、路由器、终端设备；所述手机客户端的监控界面打开蓝牙连接，手机上的蓝牙与蓝牙模块配对连接，手机将数据无线发给蓝牙模块，蓝牙模块通过串口有线通信将数据传给ZigBee协调器，上电后ZigBee协调器自动组建网络，ZigBee终端节点自由的加入网络,网络建立完成后，ZigBee协调器接收到的数据，转发给设定网络地址的终端设备，终端设备接收到数据，如果没有数据传过来，终端设备进入休眠状态，实现低功耗，否则终端设备唤醒并对数据进行处理，并把产生的 PWM 信号给LED 驱动电路，从而调节 LED灯状态的变化。所述ZigBee的外围电路有电源电压检测电路、红外遥控收发电路、PT4115 脉冲恒流驱动源、环境光照传感器、环境温度传感器、红外人体探测传感器、RS232 串口通信模块、光电隔离继电器模块、PCB无线收发天线、LCD显示、独立按键。传感器主要用于对环境参数（光照度、湿度、温度等）进行实时的采集；继电器主要用于对 LED 的开关进行控制；PT4115 应用脉冲恒流源驱动技术控制电流脉冲频率和占空比实现LED的PWM无极调光，从而达到合理的需要的照明亮度。同时，传感器实时采集的环境参数通过控制器 CC2430 经路由节点后传送到协调器处理器，并与事先设定的参数进行比对，并快速做出响应。LCD 显示模块对 ZigBee 传感网组网信息进行实时的显示；ZigBee 遥控模块用于切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照明系统进行远程操作，自控状态时，照明系统会根据外界环境的变化进行智能控制整个系统工作；协调器节点的通讯接口采用标准的 RS232，与 PC 服务器节点建立双向通信，以实现 LED 照明控制系统的一站式集中管理。一种使用基于ZigBee技术的高效节能智能化LED照明系统的控制方法，采用Z-stack协议栈进行控制，具体包括以下步骤：A、系统启动，B、驱动初始化，C、OSAL初始化和启动，D、进入任务轮循，E、协调器进行建网，F、路由器完成数据包的转发、终端设备负责数据采集和可执行的网络动作。如图1所示，所述步骤B中驱动初始化包括关中断、初始化Stack RAM、初始化Board IO口、初始化HAL层驱动、初始化NV FLASH、初始化MAC层、分配64位物理地址、读取NV ITEMS。所述步骤D中进入任务循环包括 OSAL任务轮循主循环，判断是否有事件发生，如果没有就返回OSAL任务轮循主循环，如果有，进入比较优先级，当优先级相当高时就调用时间处理程序，否则，再次进入比较优先级，调用时间处理程序后判断是否结束，如果是，则进入有事件发生，如果不是，再进入优先级的比较。如图2所示，ZigBee协调器的工作：当节点加入网络时候，协调器会自动给其分配唯一的 16 位网络地址，组网成功后检测是否有按键按下，如果有就执行按键处理，否则就检测串口是否有数据接收，接收到调用数据处理程序，没有数据接收就检测是否有发送数据，如果有就发送给蓝牙模块，如果没有就进行循环检测。如图3所示，路由器、终端设备在经过一系列的初始化后，便会搜索网络并加入，接下来就判断是否有绑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ZigBee的高效节能智能化LED照明系统，其特征在于：包括手机客户端、ZigBee网络、LED驱动电路、ZigBee协调器和ZigBee终端节点、蓝牙模块，所述ZigBee网络包括协调器、路由器、终端设备；所述手机客户端的监控界面打开蓝牙连接，手机上的蓝牙与蓝牙模块配对连接，手机将数据无线发给蓝牙模块，蓝牙模块通过串口有线通信将数据传给ZigBee协调器，上电后ZigBee协调器自动组建网络，ZigBee终端节点自由的加入网络,网络建立完成后，ZigBee协调器接收到的数据，转发给设定网络地址的终端设备，终端设备接收到数据，如果没有数据传过来，终端设备进入休眠状态，实现低功耗，否则终端设备唤醒并对数据进行处理，并把产生的 PWM 信号给LED 驱动电路，从而调节 LED灯状态的变化。

【技术特征摘要】
1.一种基于ZigBee的高效节能智能化LED照明系统，其特征在于：包括手机客户端、ZigBee网络、LED驱动电路、ZigBee协调器和ZigBee终端节点、蓝牙模块，所述ZigBee网络包括协调器、路由器、终端设备；所述手机客户端的监控界面打开蓝牙连接，手机上的蓝牙与蓝牙模块配对连接，手机将数据无线发给蓝牙模块，蓝牙模块通过串口有线通信将数据传给ZigBee协调器，上电后ZigBee协调器自动组建网络，ZigBee终端节点自由的加入网络,网络建立完成后，ZigBee协调器接收到的数据，转发给设定网络地址的终端设备，终端设备接收到数据，如果没有数据传过来，终端设备进入休眠状态，实现低功耗，否则终端设备唤醒并对数据进行处理，并把产生的 PWM 信号给LED 驱动电路，从而调节 LED灯状态的变化。2.根据权利要求1所述的基于ZigBee的高效节能智能化LED照明系统，其特征在于：所述ZigBee的外围电路有电源电压检测电路、红外遥控收发电路、PT4115 脉冲恒流驱动源、环境光照传感器、环境温度传感器、红外人体探测传感器、RS232 串口通信模块、光电隔离继电器模块、PCB无线收发天线、LCD显示、独立按键。3.一种使用基于ZigBee技术的高效节能智能化LED照明系统的控制方法，其特征在于：采用Z-stack协议栈进行控制，具体包括以下步骤：A、系统启动，B、驱动初始化，C、OSAL初始化和启动，D、进入任务轮循，E、协调...

【专利技术属性】
技术研发人员：马锡裕，李立辛，范正权，
申请(专利权)人：深圳市索佳光电实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44