基于SimpliciTI協(xié)議的無線照明節(jié)能控制系統(tǒng)

【摘要】：我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展造成了巨大的能源消耗，在目前資源緊張的大環(huán)境下，采用一種簡單高效、成本低廉、超低功耗設計的智能控制系統(tǒng)成為照明節(jié)能研究的一種趨勢。 論文設計了一種基于SimpliciTI協(xié)議無線傳感器網(wǎng)絡的智能控制節(jié)能照明系統(tǒng)。本文通過對照明系統(tǒng)的性能與功能分析，并對基于SimpliciTI協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡特點進行深入研究，確定了系統(tǒng)各部分的硬件與軟件設計要求和上位機的集控軟件與數(shù)據(jù)庫的構造，展開對一種新型構架下的智能照明節(jié)能系統(tǒng)的研究工作。 論文選取TI公司出品的MSP430系列單片機和CC2500RF芯片及其相關外圍電路為照明系統(tǒng)硬件核心。網(wǎng)關協(xié)調(diào)器硬件設計部分包括CC2500無線模塊、上位機通信模塊、下載調(diào)試接口與E2PROM儲存電路設計；信息采集器硬件設計由光照度、人體感應、紅外對射三種傳感器模塊設計構成；燈具控制器硬件設計包括了LED驅動電路及其PWM調(diào)光控制電路。 論文構建了上位機集控軟件與數(shù)據(jù)庫，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制算法對采集信息進行綜合處理，實現(xiàn)了智能照明控制。網(wǎng)關協(xié)調(diào)器通過軟件設計實現(xiàn)照明系統(tǒng)內(nèi)無線組網(wǎng)和與上位機之間的通信；信息采集器通過監(jiān)控點輪詢機制，對控制所需的信息進行數(shù)字量或模擬量采集；燈具控制器通過多路選通控制各路LED燈的開關，并通過單片機產(chǎn)生PWM信號對LED進行控制。 通過對系統(tǒng)各個模塊進行實地模擬測試和軟件仿真測試，初步驗證了系統(tǒng)的各項性能，RF網(wǎng)絡達到了無縫實時信息傳輸，數(shù)據(jù)采集與照明控制達到設計要求，證明系統(tǒng)設計安全可行。 【關鍵詞】：節(jié)能照明 無線傳感器網(wǎng)絡 SimpliciTI CC2500 調(diào)光控制
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TP273;TM923
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 選題背景及意義10
• 1.2 智能照明研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-13
• 1.2.1 智能照明研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 智能照明研究發(fā)展趨勢12-13
• 1.3 無線傳感器網(wǎng)絡概述及發(fā)展趨勢13-14
• 1.3.1 無線傳感器網(wǎng)絡概述13
• 1.3.2 無線傳感器網(wǎng)絡發(fā)展趨勢13-14
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容和結構14-16
• 第2章 無線照明控制系統(tǒng)總體設計16-28
• 2.1 系統(tǒng)設計要求16-17
• 2.2 系統(tǒng)構成17-21
• 2.2.1 系統(tǒng)硬件部分17-19
• 2.2.2 系統(tǒng)軟件部分19-21
• 2.3 基于 SimpliciTI 協(xié)議的照明無線網(wǎng)絡21-28
• 2.3.1 短距無線通信技術概況21-23
• 2.3.2 SimpliciTI 無線通信協(xié)議概述23-25
• 2.3.3 照明系統(tǒng)無線組網(wǎng)25-26
• 2.3.4 頻率捷變的抗干擾實現(xiàn)26-28
• 第3章 照明系統(tǒng)硬件設計28-39
• 3.1 MCU 與射頻芯片選型28
• 3.2 網(wǎng)關協(xié)調(diào)器硬件設計28-32
• 3.2.1 CC2500 無線模塊29-30
• 3.2.2 上位機通信模塊30
• 3.2.3 下載調(diào)試接口30-31
• 3.2.4 E2PROM 儲存電路31-32
• 3.3 信息采集器設計32-35
• 3.3.1 光照度傳感器模塊設計33
• 3.3.2 人體感應傳感器模塊設計33-34
• 3.3.3 紅外對射傳感器模塊設計34-35
• 3.4 燈具控制器設計35-38
• 3.4.1 LED 多路調(diào)光控制電路35-36
• 3.4.2 LED 驅動控制電路36-37
• 3.4.3 PWM 調(diào)光控制電路37-38
• 3.5 本章小結38-39
• 第4章 系統(tǒng)軟件設計39-53
• 4.1 中心控制平臺軟件設計39-44
• 4.1.1 平臺集控軟件設計39-40
• 4.1.2 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的照明節(jié)能控制40-44
• 4.2 照明控制器軟件設計44-51
• 4.2.1 網(wǎng)關協(xié)調(diào)器軟件設計44-46
• 4.2.2 信息采集器軟件設計46-49
• 4.2.3 燈具控制器軟件設計49-51
• 4.3 本章小結51-53
• 第5章 系統(tǒng)各部分功能測試53-59
• 5.1 SimpliciTI 協(xié)議網(wǎng)絡功能測試53-54
• 5.2 傳感器節(jié)點功能測試54-56
• 5.2.1 光照度信號采集功能測試54-55
• 5.2.2 人體信號采集測試55-56
• 5.3 照明控制結果仿真測試56-59
• 總結與展望59-61
• 參考文獻61-65
• 致謝65-66
• 附錄 A 攻讀學位期間科研成果66-67
• 附錄 B 部分軟件程序代碼67-73

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