基于ZigBee的LED智能照明无线控制系统研究摘要：在可持续发展背景下，节能减排成为社会共识，与人们生活密切相关的照明设施也开始朝着绿色环保的方向发展。LED作为绿色光源的代表，具有体积小、能耗低、使用寿命长等优点，配合无线控制技术，能够实现智能照明，提升照明控制的智能化程度。本文从ZigBee技术和LED技术的内涵出发，就基于ZigBee的LED智能照明无线控制系统进行了分析和研究。关键词：ZigBee；LED；智能照明；无线控制系统前言：科学技术飞速发展背景下，新一代信息技术得以出现，物联网、云计算、移动互联网等先进技术的应用，推动了智慧城市的发展。智能照明技术融合了照明技术和控制技术，能够在保证照明效果的同时，实现节能降耗，而如果进一步融入相应的无线控制技术，如ZigBee技术，则可以实现对于智能照明的无线控制，促进控制系统的优化和完善。1相关技术内涵ZigBee技术属于一种无线网络技术或者双向无线通信技术，其运行的基础是IEEE802.15.4无线标准，主要内容包括了网络构建、网络安全等。早在2005年，ZigBee联盟就公布了第一份正式的ZigBee规范“ZigBeeSpecificationV1.0”，借助该规范，技术人员能够运用IEEE802.15.4给出的物理层和媒体芥子访问层，对应用层和网络层进行定义。LED指发光二极管，属于一种特殊的二极管，能够将电能转化为光能，存在有正负极，在实际应用中需要设置相应的外加电源，电能经由正负极进入二极管。LED光源具备几个比较显著的特点，一是效率高，功耗低[1]。研究表明，LED发光效率超过了当前所有类型的照明光源，而且对比传统光源，功耗更低，只需少量电能就可以发出同等光效的光；二是结构稳固。传统光源一般采用的都是玻璃外壳，不仅内部灯丝容易断裂，外部的玻璃壳也是稍碰即碎，存在一定安全隐患，LED光源可以利用荧光粉和树脂进行封装，对于震动和冲击有着良好的抵抗能力，结构更加稳固，安全性更强；三是使用寿命长。传统灯具的平均使用寿命为数千小时，LED光源的使用寿命可以达到10万小时；四是绿色环保。当前，日常生活中采用的照明光源多是荧光灯或者汞灯，而在这些灯具中，存在一些可能危害人体健康的物质，废弃后也会引发相应的环境污染，与之相比，LED属于绿色光源，发光效果好且不存在紫外线及红外线辐射，能够为人们创造出一个舒适、安全的生活工作环境。2基于ZigBee的LED智能照明无线控制系统2.1总体架构在对基于ZigBee的LED智能照明无线控制系统进行设计时，应该坚持安全可靠、节能降耗、经济效益等基本原则，明确系统的功能需求。整体设计方案以ZigBee-Wifi网关为核心，借助ZigBee自组网技术，在网络中加入智能灯具，借助ZigBee网络及wifi网络，控制器能够实现信息的高效传输，支持PC端、控制器和智能手机多种控制模式[2]，具体如图1所示。图1基于ZigBee的LED智能照明无线控制系统用户可以利用电脑或则手机控制终端，访问ZigBee-Wifi，电脑也可以通过wifi网络或者串口通信实现对于ZigBee-Wifi网关的访问，ZigBee-Wifi网关能够将接收到的控制命令通过相应的ZigBee网络，传输给终端控制设备，实现对于LED灯具的智能无线控制。2.2硬件部分ZigBee芯片选择中，考虑方案中采用的是嵌入式设计，需要将ZigBee模块嵌入LED灯具中，因此其体积应该尽可能小，在保持较低功耗的同时，对成本进行控制，最终选择TI公司的CC2530芯片，配合相应的电容电感元件，就能够满足智能控制系统的要求[3]。2.2.1ZigBee-Wifi网关ZigBee-Wifi网关包含了ZigBee全功能设备和wife模块，设计环节需要关注其在网络中所能够发挥的作用，在LED智能照明无线控制系统中，ZigBee-Wifi网关的功能包括了网络组建、信号传输以及环境参数监控，因此其硬件应该包含传感器模块、wifi通信模块、外部接口、晶振电路等。2.2.2智能灯具选择ZigBee智能灯具必须能够接收ZigBee网络传输的信息，然后经由设置在灯具上的ZigBee芯片，完成LED灯色温、亮度和颜色的调节。在ZigBee智能灯具中，应该包含ZigBee功能模块、电源模块和LED驱动模块，电路中的射频模块与ZigBee-wifi网关的相关部分一样，只是在RF前端模块中，采用了PCB天线，电源模块采用的是Debug串口供电模式，...