傳統控制對照明的管理是人為化的管理,而這種管理方式還是暴露了不少問題,比如,無法對無功損耗電量進行有效管理,對損壞設備無法進行及時維護,某些路段、公園等在晚上時已經無人的狀態下依舊燈火通明,路燈、電纜等設備經常被盜而沒有及時處理等。
相比之下,智能照明控制系統通過分布式網絡,只需一臺計算機就可實現對整幢大樓的管理。其利用先進電磁調壓及電子感應技術,對供電進行實時監控與跟蹤,自動平滑地調節電路的電壓和電流幅度,改善照明電路中不平衡負荷所帶來的額外功耗,提高功率因素,降低燈具和線路的工作溫度,達到優化供電目的的照明控制系統。
針對傳統照明方式,文章提出一種基于物聯網(InternetOfThings,IOT)技術的LED智能照明控制系統,將智能控制模塊嵌入LED照明終端,綜合運用嵌入式技術、無線傳感器網絡等技術,實現智能化、數字化、無線化的智能照明控制方式,同時還具有環境溫濕度、光照度等環境參數的監測功能。
概述
隨著LED照明越來越普及以及移動互聯網技術的快速發展,人們對家居生活的網絡化、智能化、節能化的需求越來越強烈,將家用電器、照明燈具、安防報警等模塊通過無線網絡集成到控制平臺,實現智能控制和智能管理。
隨著物聯網(TheInternetofthings,IOT)產業的發展,智能LED照明已成為IOT中重要的一部分。
本文為了“綠色智慧照明”的實施而提供智能化的LED照明控制系統,利用物聯網技術、嵌入式技術等,實現對LED燈具多種照明模式的無線遠程控制,并對LED燈具工作范圍內的環境照度、LED燈具工作狀態進行實時監測,同時利用傳感器技術實現LED照明的自適應光照調節以及多種組合的燈光色彩變換,從而創造出一種舒適、節能、安全的光環境,系統原理框圖如圖1所示:
圖1系統原理框圖
系統硬件設計
本系統的硬件設計包括LED燈具控制終端和觸控面板兩部分,用于實現LED燈具的智能照明控制;主要包含控制模塊、通信模塊、LED驅動模塊、電源模塊等。
(1)主控單元的硬件設計
LED智能照明控制系統的主控單元主要LED燈具控制終端和數據采集終端兩部分組成。LED燈具控制終端以ARM處理器STM32為控制核心,由電源電路,外圍電路,光照傳感器組成;數據采集終端則由溫濕度傳感器,照度傳感器,PM2.5傳感器組成,其硬件電路原理圖如圖2所示。
圖2 主控單元硬件電路原理圖
(2)觸控面板的硬件設計
觸控面板的硬件電路設計基于新一代ARM處理器STM8S來實現,STM8S系列處理器自帶觸摸軟件庫的設計,利用電容本身具有的電荷轉移特性,可以實現電容式的觸摸傳感檢測。
在LED智能照明控制系統中,主要實現了LED照明燈具的開關按鍵以及滾動條亮度調節的設計,其電路原理圖如圖3所示。