基于ZigBee的智能照明系统的设计.doc

基于ZigBee的智能照明系统的设计1.1课题的研究意义和目的随着现代科学技术的发展和人们生活水平的提高智能家居、家庭自动化等早已为大众所熟知而智能照明系统作为家庭自动化的应用之一具有广阔的应用前景。目前传统照明存在着一系列缺点如发光效率低、使用寿命短、布线麻烦、系统可扩展性差远远不能满足现代社会对高效、自动化和节能照明技术的现实需求[1]。针对传统照明系统的不足采用无线通信技术是实现智能照明系统的理想选择。ZigBee技术作为一种新兴的近距离无线通信技术具有短距离、低功耗、低速率和高可靠性等特点因而是无线智能照明系统的最佳解决方案。智能照明控制系统就是为了适应各种不同建筑物的结构和布局适应各种不同照明设备的选型与配置以达到照明设备的多元化控制的目的本系统中更采用了较为先进的无线网络技术结合于智能照明系统中其目的和意义在于：（1)节约能源；智能照明控制系统借助各种不同的预先设置控制方式对不同时间不同环境进行分场景地设置和管理充分利用自然光同时自动调节照度利用最少的能源保证所要求的照度水平从而达到节能的效果。（2)安装布置灵活管理维护方便；采用了ZigBee无线网络技术进行各种设备与控制中心的通信减少了有线线路铺设的麻烦使系统安装布线方便灵活可移动性强管理维修方便。（3)提高照明质量创造有效而良好的照明环境从而大大改善工作和生活环境提高工作效率、生活品质。（4)延长光源寿命智能照明控制系统可以成功地抑制电网的冲击电压和浪涌电压从而延长灯具的使用寿命。（5)改善电网质量智能照明控制系统对照明设备(如荧光灯等)实现调光控制可调光荧光灯电子镇流器可以提高功率因数减少谐波含量[2]。（6)有较高的经济回报率智能照明控制和管理系统通过合理管理可节约能源和降低运行费用并从中得到经济回报。智能照明属于一个新兴产业智能照明产品也是一个将要改变人们生活方式的产品对于改变人们往往是被推着来的。当然随着各种技术的不断发展生活水平的不断提高各类通信标准和市场不断规范智能照明将真正进入寻常百姓家。回想一下智能手机市场占领功能机市场用了多长时间触摸屏手机占领按键手机用了多长时间产品一旦被认同就会爆发式的发展相信智能照明凭借其灵活、节能、人性化的优势也会迎来爆发式发展像人们购买智能手机触摸屏手机一样为智能照明买单也只是一个时间的问题[3]。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状从20世纪60年代开发了白炽灯、荧光灯、高强度放电灯所使用的电子调光器到20世纪90年代以来国外以计算机技术为基础开发出灯光自动调光系统、自动关停系统和自动补偿系统也称“智能照明”的新型照明控制系统并已有定型产品得以良好的推广和运用使建筑照明由传统控制走向计算机控制或无人控制的新领域。自1984年美国建成第一座智能建筑以来的十几年中在世界范围内智能建筑以一种崭新的面貌和技术迅速在各地展开[4]。尤其是亚洲的日本、新加坡、台湾等国家和地区为了适应智能建筑的发展进行了大量的研究和实践相继建成了一批具有智能化的建筑[4]。以美国为例智能照明在智能家居的比重占到了第一位甚至超过了安防的需求。虽然美国是最早开始研究智能家居的但普及工作做得最好的却是在韩国这和韩国先进的电子技术是分不开的同时也归功于政府的政策支持因此韩国产生了像三星、LG等知名的智能家居品牌。澳大利亚奇胜场景照明控制系统可以对同一个场所中最多18个灯区(照明回路)供电和调节亮度。用户可以调节和预设每个灯区的亮度以适应最多5种场景只需按一下按键就可以为你的活动选择满意的照明环境[5]。1.2.2国内研究现状我国在20世纪80年代也开始涉及到智能建筑的理念并提到了楼宇自动化和办公自动化直到90年代初智能建筑这一概念才逐渐被越来越多的人们所认识和接受尤其是在1993-1995年期间全国上下许多大中城市的房地产商都将自己开发的建筑标以“智能建筑”“全智慧型建筑”等等一时间智能建筑成了房地产商开发销售的热点[6]。近几年我国高层建筑迅猛发展这种智能型照明控制系统也已悄然进入了我国建筑行业。目前上海金茂大厦山东世界贸易中心等建筑已应用了这种智能型照明控制系统。近几年来随着科技的发展和物质生活水平的不断提高。家居、酒店智能化也不断被人们所推崇。作为智能化的组成部分——智能照明系统更成为当今装饰、装修的关注点。自从爱迪生发明电灯以来给人类带来无穷的利益。如今电灯已不仅仅用于照明而更多是用来营造温馨、浪漫、多彩、绚丽、奢华的氛围。智能照明行业自从上世纪九十年代进入中国市场以来由于市场的消费意识市场环境、产品价格、推广力度等各方面的原因一直没有大的动作和起色[7]。国外智能照明产品价格太高相关产品往往只是把智能照明作为其智能产品的一个子系统来运作定位高端造成曲高和寡这如同八九十年代的家电市场。另外国内的产品推广力度远远不够。由于这是一个全新