CN206759788U - 一种基于ZigBee技术的住宅智慧照明系统 - Google Patents

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胡佳慧
张鸿恺
田可
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Abstract

本实用新型公开一种基于ZigBee技术的住宅智慧照明系统，包括上位机、集中控制器和终端控制节点；所述上位机包括客户端和服务器，所述服务器分别与至少一个客户端和集中控制器连接；所述集中控制器包括主控制器、3G/4G模块和ZigBee协调器，所述主控制器分别与3G/4G模块和ZigBee协调器连接；所述ZigBee协调器通过ZigBee路由器与终端控制节点连接，所述终端控制节点包括至少一个单灯控制节点，所述单灯控制节点用于对节点灯进行检测和控制，并将检测的信息反馈至上位机。本实用新型具有结构简单、使用性强和操作方便的特点，不仅节约电能，而且能够智能控制节点灯的开关，大大提高使用者的舒适度。

Description

一种基于ZigBee技术的住宅智慧照明系统
技术领域
本实用新型属于住宅照明技术领域，涉及到一种基于ZigBee技术的住宅智慧照明系统。
背景技术
随着生活质量的不断提升，人们对物质生活的追求不如以前强烈，更多的是在追求精神生活,人们愈来愈看中生活的质量，对照明的要求也越来越高。特别是在城市的一些高档建筑中，照明不再是单纯的获得一定亮度，更赋予它深层次的内涵，要求照明设备具备更多的功能，能使建筑更加生动，更具有艺术气息，能够满足人们视觉上的享受。
近几年，随着中国各大城市都在朝着国际大都市的目标前行，建造高楼大厦成为当今的一种趋势，与之对应的就是能源问题也越来越严重，面对电力需求的不断攀升，我们不得不面对能源危机。然而，传统的照明系统，用于提供固定的亮度，无法根据不同的环境对灯光的亮度进行调节，例如书房是看书的地方，需要提供适合看书的亮度，若提供的亮度不够会对读者的视力造成影响，起居室是适合人们睡觉的地方，无需对亮度进行很高的要求等。
照明系统是现代建筑中不可缺少的组成部分，目前大部分室内的照明系统均采用手动进行控制，不仅具有控制方式单一的问题，而且无法对亮度进行调节，为了解决以上问题，现设计一种基于ZigBee技术的住宅智慧照明系统，用于减少灯具的使用时间，达到节约能源的特点。
实用新型内容
本实用新型提供的一种基于ZigBee技术的住宅智慧照明系统，解决了现有技术中无法对灯具的使用时间进行智能控制，进而导致浪费能源的问题。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于ZigBee技术的住宅智慧照明系统，包括上位机、集中控制器和终端控制节点；
所述上位机包括客户端和服务器，所述服务器分别与至少一个客户端和集中控制器连接；
所述集中控制器包括主控制器、3G/4G模块和ZigBee协调器，所述主控制器分别与3G/4G模块和ZigBee协调器连接；
所述ZigBee协调器通过ZigBee路由器与终端控制节点连接，所述终端控制节点包括至少一个单灯控制节点，所述单灯控制节点用于对节点灯进行检测和控制，并将检测的信息反馈至上位机。
进一步地，所述集中控制器还包括LED指示灯、调试电路、复位电路、串口电路，所述主控制器分别与LED指示灯、调试电路、复位电路、串口电路连接。
进一步地，所述串口电路包括两个串口，一个串口与ZigBee协调器连接，另一串口与3G/4G模块连接。
进一步地，所述主控制器为AT89C51单片机。
进一步地，所述主控制器与上位机间通过3G/4G模块进行连接。
进一步地，所述单灯控制节点包括CC2530芯片、CC2591芯片、LED指示灯、复位电路、按键模块、串口模块、电源模块、电流检测模块、光照强度检测模块、开关控制模块、PWM调光模块以及人体红外检测模块，CC2530芯片分别与CC2591芯片、LED指示灯、复位电路、按键模块、串口模块、电源模块、电流检测模块、光照强度检测模块、开关控制模块、PWM调光模块、人体红外感应模块连接。
进一步地，所述光照强度检测模块为BH1750FVI芯片，直接输出数字信号，且检测的光强度范围为1-65535lx。
进一步地，所述开关控制模块为继电器，通过继电器的导通与截止来控制节点灯的开关，所述开关控制模块还添加有双控开关，实现节点灯的手动和远程控制。
本实用新型的有益效果：
本实用新型中上位机通过集中控制器，对终端控制节点进行远程控制，且终端控制节点能够实时检测节点灯信息，并将检测的节点灯信息反馈至上位机，具有结构简单、实用性强和操作方便的特点；ZigBee协调器通过ZigBee路由器与终端控制节点连接，能够大大提高传输的距离，增加信息传输的准确性和稳定性；通过在终端控制节点对节点灯进行控制和检测，提高人员对大量节点灯的管理，该实用新型不仅具有节约电能、操作方便的特点，而且能够智能化控制节点灯，大大提升使用者的舒适度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型中系统结构示意图；
图2为本实用新型中集中控制器的组成示意图；
图3为本实用新型中ZigBee协调器、ZigBee路由器和终端控制节点的连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1所示，一种基于ZigBee技术的住宅智慧照明系统,包括上位机、集中控制器和终端控制节点，上位机与集中控制器间通过3G或4G通信连接，集中控制器与终端控制节点间通过ZigBee通信连接；
上位机包括客户端和服务器，客户端用于提供人机交互界面，监控人员通过客户端能够对整个系统进行控制，且能够通过界面实时观测每个单灯的信息；服务器分别与至少一个客户端和集中控制器连接，服务器接收集中控制器发送的信息，并对接收的信息进行分析，经服务器分析的信息发送至客户端，客户端对接收的信息进行显示。
如图2所示，集中控制器包括主控制器、LED指示灯、调试电路、复位电路、串口电路、3G/4G模块和ZigBee协调器，主控制器分别与LED指示灯、调试电路、复位电路、串口电路、3G/4G模块和ZigBee协调器连接；主控制器为AT89C51单片机，用于将ZigBee协调器与3G/4G模块中的信息进行相互传输；串口电路包括两个串口，一个串口与ZigBee协调器连接，另一串口与3G/4G模块连接；3G/4G模块，用于实现单片机与上位机间的通信连接；ZigBee协调器，用于接收主控制器发送的控制指令，并将控制指令发送至单灯控制节点。
ZigBee协调器通过ZigBee路由器与终端控制节点连接，ZigBee协调器将主控制器发送的控制指令发送至ZigBee路由器，ZigBee路由器对接收的指令转发至远程的终端控制节点；
其中终端控制节点为整个系统的执行单元，终端控制节点包括至少一个单灯控制节点，每个单灯控制节点包括CC2530芯片、CC2591芯片、LED指示灯、复位电路、按键模块、串口模块、电源模块、电流检测模块、光照强度检测模块、开关控制模块、PWM调光模块以及人体红外检测模块，CC2530芯片分别与CC2591芯片、LED指示灯、复位电路、按键模块、串口模块、电源模块、电流检测模块、光照强度检测模块、开关控制模块、PWM调光模块、人体红外感应模块连接；
电流检测模块用于对电流大小进行检测；光照强度检测模块采用BH1750FVI芯片，能够直接输出数字信号，且检测的光强度范围为1-65535lx；开关控制模块为继电器，通过控制继电器的导通与截止，实现对节点灯的开关控制，另外开关控制模块为了提高系统的灵活性，在开关控制模块上添加有双控开关，实现远程控制和手动控制节点灯的功能；PWM调光模块，用于对节点灯的亮度进行调节；人体红外感应模块，用于检测是否有人在感应的范围内。
CC2530芯片接收控制指令，并将控制指令分别发送至开关控制模块和PWM调光模块，实现对节点灯的亮度调节及开关控制。
同时，单灯控制节点中的电流检测模块、光照强度检测模块和人体红外感应模块实时对环境中的电流信息、光照强度及人员进行检测，并将检测的信息通过ZigBee路由器转发至ZigBee协调器，ZigBee协调器将检测的信息依次通过主控制器和3G/4G模块上传至上位机。
其中，如图3所示，ZigBee协调器可直接与终端控制节点连接，具有传输距离短的特点；ZigBee协调器也可通过ZigBee路由器与终端控制节点连接，能够提高传输的距离。
本实用新型中上位机通过集中控制器，对终端控制节点进行远程控制，且终端控制节点能够实时检测节点灯信息，并将检测的节点灯信息反馈至上位机，具有结构简单、实用性强和操作方便的特点；ZigBee协调器通过ZigBee路由器与终端控制节点连接，能够大大提高传输的距离，增加信息传输的准确性和稳定性；通过在终端控制节点对节点灯进行控制和检测，提高人员对大量节点灯的管理，该实用新型不仅具有节约电能、操作方便的特点，而且能够智能化控制节点灯，大大提升使用者的舒适度。
以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于ZigBee技术的住宅智慧照明系统，其特征在于：包括上位机、集中控制器和终端控制节点；
所述上位机包括客户端和服务器，所述服务器分别与至少一个客户端和集中控制器连接；
所述集中控制器包括主控制器、3G/4G模块和ZigBee协调器，所述主控制器分别与3G/4G模块和ZigBee协调器连接；
所述ZigBee协调器通过ZigBee路由器与终端控制节点连接，所述终端控制节点包括至少一个单灯控制节点，所述单灯控制节点用于对节点灯进行检测和控制，并将检测的信息反馈至上位机。
2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的住宅智慧照明系统，其特征在于：所述集中控制器还包括LED指示灯、调试电路、复位电路、串口电路，所述主控制器分别与LED指示灯、调试电路、复位电路、串口电路连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于ZigBee技术的住宅智慧照明系统，其特征在于：所述串口电路包括两个串口，一个串口与ZigBee协调器连接，另一串口与3G/4G模块连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的住宅智慧照明系统，其特征在于：所述主控制器为AT89C51单片机。
5.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的住宅智慧照明系统，其特征在于：所述主控制器与上位机间通过3G/4G模块进行连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的住宅智慧照明系统，其特征在于：所述单灯控制节点包括CC2530芯片、CC2591芯片、LED指示灯、复位电路、按键模块、串口模块、电源模块、电流检测模块、光照强度检测模块、开关控制模块、PWM调光模块以及人体红外检测模块，CC2530芯片分别与CC2591芯片、LED指示灯、复位电路、按键模块、串口模块、电源模块、电流检测模块、光照强度检测模块、开关控制模块、PWM调光模块、人体红外感应模块连接。
7.根据权利要求6所述的一种基于ZigBee技术的住宅智慧照明系统，其特征在于：所述光照强度检测模块为BH1750FVI芯片，直接输出数字信号，且检测的光强度范围为1-65535lx。
8.根据权利要求6所述的一种基于ZigBee技术的住宅智慧照明系统，其特征在于：所述开关控制模块为继电器，通过继电器的导通与截止来控制节点灯的开关，所述开关控制模块还添加有双控开关，实现节点灯的手动和远程控制。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108696975A (zh) * 2018-05-15 2018-10-23 安徽天卓信息技术有限公司 一种隧道灯光系统的故障监测系统
CN110351936A (zh) * 2019-07-18 2019-10-18 中蓝光电科技（上海）股份有限公司 智慧照明控制系统
WO2021027371A1 (zh) * 2019-08-15 2021-02-18 南通大学 一种基于 cb2201 的智能照明控制系统

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