基于ZigBee和智能手机的家庭LED照明控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于ZigBee和智能手机的家庭LED照明控制系统，它包括ZigBee节点终端、协调器、GPRS模块、服务器、Web服务器与手机客户端软件；系统架构为自组网络结构，当系统需要加入终端LED灯时无需复杂的系统设置，极大地方便了系统的扩展；终端LED灯可以根据室内环境实现自动通断或者亮度调节，可以对室内进行基本环境监测；该系统可以提高LED家庭照明系统的智能化管理水平，同时进一步促进电能的节约，并在一定程度上提高家庭环境的检测力度；系统还可以通过手机客户端实现远程监控功能，以及实时的了解各个灯具的运行状态和家庭室内环境的参数，而且能够在特殊节日进行相应的控制；在节能、安全、环保的同时，也满足了家庭照明智能化的基本需求。

Home LED lighting control system based on ZigBee and smart phone

【技术实现步骤摘要】
基于ZigBee和智能手机的家庭LED照明控制系统
本专利技术涉及LED灯控制应用
，尤其是一种基于ZigBee和智能手机的家庭LED照明控制系统。
技术介绍
室内照明系统普遍存在过度照明和无效照明现象，电能浪费严重；同时，随着移动互联网、信息技术和新材料技术的快速发展以及现代人生活品质的提高，人们对于家居生活的无线化、网络化、智能化、节能化的需要越来越强烈；在这种背景之下，本项目将照明灯具、照明控制、安防警报等模块通过网络技术集成到控制平台，实现远程和移动环境下室内LED照明系统的智能控制和管理，是实现智能家居不可或缺的重要组成部分。在人们传统意识中，照明系统仅以照明为目的；但是在科技日异月新的现在，人们对于家居照明控制系统的功能需求也是日益俱增，包括现场环境采集(光照强度、温度、湿度等)、人体感应、智能调光调色温、场景设置、无线远程监管等等；传统的照明控制系统存在布线繁琐、扩展性差、人工管理、功能单一、“长明灯”耗能严重等诸多缺陷。本项目将ZigBee无线传感器网络、GPRS宽带移动通信技术、ARM嵌入式技术和手机APP移动应用开发技术相结合，设计了基于智能无线传感网络的智能家居LED灯控制系统；本作品在智能家居和智能楼宇照明、甚至于市政照明和景观照明等领域具有很好的实际应用价值。正是在上述背景之下，本专利技术结合传感器技术、ZigBee无线网络和GPRS宽带移动通信技术，提出了一种基于ZigBee和智能手机的家庭LED照明控制系统的方案；其目的在于克服以上所述的缺点，提供一种既能实时监控室内LED灯以及室内环境的状态，又能根据有无人进行终端LED灯的自动关断与自动亮度调节，还能在对周围环境进行基本监测的同时也能供手机进行远程服务的LED节能灯控制系统。
技术实现思路
本专利技术提出一种基于ZigBee和智能手机的家庭LED照明控制系统的设计方案，系统组件具体包括：ZigBee节点终端、路由器、协调器、GPRS模块、服务器、Web服务器与手机客户端软件；所述的ZigBee节点终端包括传感器模块、ZigBee节点模块、A/D转换模块、LED节能灯模块、PWM调光模块、安防警报模块、光强检测模块及电源驱动模块；所述的传感器模块包括：光敏传感器模块、温度传感器模块、湿度传感器模块和气体浓度传感器模块；光敏传感器模块、温度传感器模块、湿度传感器模块和气体浓度传感器模块均与A/D转换模块数据连接；所述的A/D转换器包括高精度的16位A/D转换芯片及外围电路；ZigBee节点模块包括CC2530芯片及其外围电路；LED节能灯模块包括高效LED节能灯珠混联及其外围电路；安防警报模块包括喇叭、LED指示灯及其外围电路；所述的电源模块包括12V和3.3V稳压电源模块及电路短路保护模块。作为本专利技术的进一步技术方案：所述的路由器包括：ZigBee节点终端的所有功能模块，其中把CC2530芯片的通信模式设置为路由器；所述的协调器包括CC2530芯片及其外围电路，其中把通信模式设置为协调器；所述的GPRS模块包括：GPRS通信芯片及其外围电路；所述的服务器包括主板、CPU、内存条、硬盘及其服务系统；所述的Web服务器包括：Web服务器软件、服务器电脑；所述的Web服务器软件需安装在服务器电脑中，并对软件做好正确的配置；所述的手机客户端软件包括基于安卓系统及苹果系统下开发的一款手机客户端软件。作为本专利技术的进一步技术方案：所述的光敏传感器模块为光敏传感器及其外围电路；所述的温度模块为热敏传感器及外围电路；所述的湿度模块为湿度传感器及其外围电路；所述的气体浓度传感器模块为氧传感器、二氧化碳传感器、氧化锆传感器、氧化锆浓差电池型气体传感器、固体电解质式氧化锆气体传感器、另外还有二氧化钛氧传感器及外围电路。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该系统为自组网式加入终端LED灯，当系统需要加入终端LED灯时无需复杂的系统设置，极大地方便了系统的扩展；终端LED灯可以根据室内有无人进行自动通断与自动亮度调节，实现了LED节点照明控制的自动化和智能化，可以进一步降低电能的消耗。终端LED灯还可以对它所在的房间进行基本环境监测，并在一定程度上提高家庭环境的检测力度；系统还可以通过手机客户端实现远程监控功能，以及实时的了解各个灯具的运行状态和家庭室内环境的参数，而且能够在特殊节日进行相应的控制，与此同时当出现火灾、煤气泄漏等突发情况时，可以自动的将信息发送到用户手机或急救中心，最大可能的降低了损失；如果系统设备出现故障或者LED灯出现故障，手机客户端会第一时间收到提醒，用户通过提醒，可以了解到故障设备的具体位置，极大地提高了系统维修、维护效率。在节能、安全、环保的同时，也满足了家庭照明智能化的基本需求。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的终端节点的结构示意图；图3是本专利技术的协调器工作流程示意图；图4是本专利技术的终端节点工作流程示意图；图5是本专利技术的用户管理页面结构示意图；附图标记中：101-电源管理模块、102-A区域、103-ZigBee节点、104-B区域、105-PC服务器、106-手机终端106、201-光敏传感器器模块、202-人体红外传感器模块、203-温湿度传感器模块、204-气体浓度传感器模块、205-A/D转换模块、206-LED驱动模块、207-PWM调光感器模块、208-光强检测模块、209-LED节能灯模块、210-CC2530ZigBee节点模块、211-5V及3.3V稳压电压模块、212-报警模块、213-市电及短路保护模块、401-用户管理区域、402-为PC机管理页面、403-用户登录区域、404-操作控制区域、405-参数显示区域、406-手机APP管理页面、407-手机APP控制区域、408-参数显示区域、409-用户须知。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1，本专利技术实施例中，一宗基于ZigBee和智能手机的家庭LED照明控制系统包括电源管理模块101、A区域102、ZigBee节点103、B区域104、手机终端106、PC服务器105；具体如图1所示，PC服务器105是整个系统的核心，主要负责收集各终端灯设备采集反馈得到数据及其强制调控某区域的灯的运行状态以便满足当时的工作和生活需求。各区域设备主要负责自组网、自调节、自检测和自采集数据；其中A区域有分为四大模块：PWM调光模块、led节能灯、传感器、智能开关；其中PWM调光模块主要是调节驱动电压来改变灯的亮度，LED节能灯主要是用来照明，传感器主要是用来采集信号，智能开关主要是自动的控制电路的通断；设备B区域有分为三大模块：GPRS模块、ARM、ZigBee协调器；其中GPRS模块主要负责协调器与服务器的联本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ZigBee和智能手机的家庭LED照明控制系统，包括ZigBee节点终端、协调器、GPRS模块、服务器、Web服务器与手机客户端软件；其特征在于：所述的ZigBee节点终端包括传感器模块、ZigBee节点模块、A/D转换模块、LED节能灯模块、PWM调光模块、安防警报模块、光强检测模块及电源驱动模块；所述的传感器模块包括：光敏传感器模块、温度传感器模块、湿度传感器模块和气体浓度传感器模块；光敏传感器模块、温度传感器模块、湿度传感器模块和气体浓度传感器模块均与A/D转换模块数据连接；所述的A/D转换器包括高精度的16位A/D转换芯片及外围电路；ZigBee节点模块包括CC2530芯片及其外围电路；LED节能灯模块包括高效LED节能灯珠混联及其外围电路；安防警报模块包括喇叭、LED指示灯及其外围电路；所述的电源模块包括12V稳压电源模块和3.3V稳压电源模块及电路短路保护模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于ZigBee和智能手机的家庭LED照明控制系统，包括ZigBee节点终端、协调器、GPRS模块、服务器、Web服务器与手机客户端软件；其特征在于：所述的ZigBee节点终端包括传感器模块、ZigBee节点模块、A/D转换模块、LED节能灯模块、PWM调光模块、安防警报模块、光强检测模块及电源驱动模块；所述的传感器模块包括：光敏传感器模块、温度传感器模块、湿度传感器模块和气体浓度传感器模块；光敏传感器模块、温度传感器模块、湿度传感器模块和气体浓度传感器模块均与A/D转换模块数据连接；所述的A/D转换器包括高精度的16位A/D转换芯片及外围电路；ZigBee节点模块包括CC2530芯片及其外围电路；LED节能灯模块包括高效LED节能灯珠混联及其外围电路；安防警报模块包括喇叭、LED指示灯及其外围电路；所述的电源模块包括12V稳压电源模块和3.3V稳压电源模块及电路短路保护模块。


2.根据权利要求1所述的基于ZigBee和智...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁鹏，郝刚，李伟键，
申请(专利权)人：广东技术师范学院，
类型：发明
国别省市：广东;44