樓宇智能照明控制系統(tǒng)設計(參考版)
2025-06-06 23:37本頁面
【正文】 19 參考文獻 [1]華姜仲等 .ZigBee技術與實訓教程 [M].北京 .清華出版社 ,2021. [2]葛廣英等 .ZigBee原理、實踐及綜合應用 [M].北京 .清華大學出版社， 2021. [3]陳功 .樓宇智能照明控制設計與實現(xiàn) [D].電子科技大學， 2021. 。 本次綜合課程設計，可以說是對所學理論知識整體 的綜合性運用，設計的內容融合了大學二、三年級的所學，對我們從整體上把握電氣工程學科有了很高的要求。 18 致 謝 值本次綜合課程設計結束之際，在這里我們真誠地感謝靳鴻老師、崔建峰老師和謝銳老師的悉心指導及同學們的支持。 本次綜合課程設計，可以說是對所學理論知識整體的綜合性運用，設計的內容融合了大學二、三年級的所學，對我們從整體上把握電氣工程學科有了很高的要求。（ 3）基于Microsoft Visio 2021 進行流程框圖及電路框圖的繪制工作。 在這次綜合課設中，我主要在以下四方面進行：（ 1）基于 ZigBee 技術的智能系統(tǒng)的相關內容。 圖 35 主機通信接口電路圖 圖 36 從機通信接口電路圖 17 總 結 值本次綜合課程設計結束之際，在這里我們真誠地感謝靳鴻老師、崔建峰老師和謝銳老師 的悉心指導及同學們的支持。主機與從機之間的信號交互以中斷的方式加以體現(xiàn)，而且從機相互之間無法完成信號交互。 圖 34 通信協(xié)議示意圖 由圖 34 可見，主機與從機之間通過 TXD 實現(xiàn)點到點的數(shù)據(jù)信號交互， RXD則主要是從機接受來自于主機的數(shù)據(jù)信息。 15 圖 33 分控制器接口電路 RS 通信協(xié)議設計 在分布式集散控制系統(tǒng)中，往往需要一個主機與多個從機。本文所選擇的分控制器是低檔型的 AT89C2051，此芯片對應放置在需要采集、尤其是對于重點節(jié)點單元數(shù)據(jù)信號需要采集的 Zigbee 節(jié)點處，因為這些 Zigbee 節(jié)點基本代表的是節(jié)點物理地址以及對應樓宇建筑物內部相應照明設備的狀態(tài)信息，而這些信息是照明控制系統(tǒng)對于進一步措施的基本判斷依據(jù)，需要重點存儲這些數(shù)據(jù)。 其接口電路原理圖如圖 32 所示。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。 14 核心控制器處理單元 本文選用 ATMEL 公司的 AT89C51 芯片作為核心控制器。 (5)根據(jù)應用場所及使用人群的不同可以通過設置單片機引腳的狀態(tài)來設置不同的延時時間值。 (3)如果檢測到人體信號，單片機立刻 控制照明設備打開；如果該芯片沒有檢測到人體信號，單片機控制照明設備繼續(xù)保持關閉狀態(tài)。 本設計通過 AT89C51 單片機結合 LED 顯示技術、紅外傳感技術、光感技術、延時技術、按鍵采集與處理等技術來實現(xiàn)對照明設備的智能控制，其原理為： (1)單片機通過繼電器控制照明設備的打開或者關閉。 13 第 3章 樓宇照明控制系統(tǒng)硬件設計 硬件系統(tǒng)總體設計 樓宇照明智能控制系統(tǒng)硬件部分總體設計圖如圖 41 所示。若登錄成功，則向核心處理器發(fā)送命令，核心處理器接收命令之后，依據(jù)控制算法的預先設定，做出相應應答，也就是轉為處理中斷程序。 12 核心處理器與終端控制通信設計 核心處理器與終端控制之間的通訊處理程序如圖 25 所示 。 11 圖 24ZigBee 網(wǎng)絡節(jié)點結構圖 由圖 24 可知， Zi gBee 網(wǎng)絡節(jié)點通過射頻接口、控制邏輯單元、 D/A 接口或者是串口實現(xiàn)與被控設備之間的信息交互。由于傳播損耗較低，較低頻率下將提供更長的時間范圍，而低速率則可以保證數(shù)據(jù)依輸具有更高的靈敏度和更大的覆蓋范圍。 PHY 的功能主要是激活無線電收發(fā)器、能量檢測（ energy detection， ED)、鏈路質量指示（ link quality indication， LQI)、通道選擇、空閑信道評估 (clear channel assessment， CCA)。 Zigbee 節(jié)點程序設計 (PHY)提供了兩種服務：（ 1)PHY 數(shù)據(jù)服務： (2)PHY 到物理層管理實（ the physical layer management entity，簡稱 PLME)的管理服務接口。 。系統(tǒng)初始化之后， ZigBee 節(jié)點實時向核心處理器匯報節(jié)點信息及時反饋 ZigBee 節(jié)點的物理地址以及對應設備連接狀態(tài)信息等。此過程結束后，返回監(jiān)聽端口狀態(tài)，直到下一次數(shù)據(jù)交互請求開始。系統(tǒng)初始化之后，監(jiān)聽用戶端口相關數(shù)據(jù)信息，根據(jù)應答機制，決定是否建立與控制終端的應答機制。 核心處理器的處理流程圖如圖 23 所示 ?？刂七壿嫴糠謩t主要用來實現(xiàn)控制終端算法的嵌入式數(shù)據(jù)庫訪問。 MCU 核心處理器采用 C/S 架構，這是取穩(wěn)定性好，低成本，安全性高的優(yōu)勢。此外， ZigBee 節(jié)點不但能夠 來集終端控制設備的實時數(shù)據(jù)，還具備一定的數(shù)據(jù)處理能力，可以實現(xiàn)在特定區(qū)域內對照明設備及其相關要求的自動控制 。 核心處理器則是整個樓宇智能照明控制系統(tǒng)的中央處理單元，主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯總、分析、給出執(zhí)行指令等職能。數(shù)據(jù)采集主要是指加裝在控制端的各種類型的件感器，用來實時監(jiān)測件感器數(shù)據(jù)。其系統(tǒng)結構圖如圖 22 所示 。由圖可見，分布式處理節(jié)點就來用 zigbee 節(jié)點加以實現(xiàn)。
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