專利名稱：基于ZigBee和LabVIEW的LED智能照明控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無線通信技術(shù)、智能控制技術(shù)、LED照明技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于ZigBee和LabVIEW的LED智能照明控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，常用的智能照明控制系統(tǒng)的控制模式大多是根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試經(jīng)驗(yàn)和預(yù)先設(shè)置的程序?qū)崿F(xiàn)有限控制模式的變換，與外部光環(huán)境同步性差，如果照明系統(tǒng)的程序中出現(xiàn)未設(shè)定的狀態(tài)，系統(tǒng)就無法進(jìn)行智能控制。而且由于LED燈具的損壞，導(dǎo)致環(huán)境總體照度達(dá)不到照明質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，照明補(bǔ)償成為一種客觀需求。照明行業(yè)廣泛采用的DALI標(biāo)準(zhǔn)和DMX512標(biāo)準(zhǔn)無法滿足LED照明智能化、網(wǎng)絡(luò)化控制的需求。除此之外，人們對光的舒適性、色彩感的追求也不斷提高。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有智能照明控制系統(tǒng)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供了基于ZigBee和LabVIEW的LED智能照明控制系統(tǒng)，采用LED光源，具有綠色環(huán)保、高效節(jié)能、壽命長、體積小的特點(diǎn)，可達(dá)到節(jié)能減排的效果；ZigBee技術(shù)具有低功耗、低成本、網(wǎng)絡(luò)容量大、自動動態(tài)組網(wǎng)等特點(diǎn)，可以根據(jù)用戶需求不斷增加新的燈具監(jiān)測點(diǎn)；本實(shí)用新型在LabVIEW的開發(fā)平臺下，結(jié)合Matlab進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)可以對LED進(jìn)行最優(yōu)智能化控制。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是基于ZigBee和LabVIEW的LED智能照明控制系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心及ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，所述ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)由協(xié)調(diào)器、傳感器節(jié)點(diǎn)和LED終端控制節(jié)點(diǎn)組成，所述協(xié)調(diào)器、傳感器節(jié)點(diǎn)和LED終端控制節(jié)點(diǎn)三者均通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳輸，協(xié)調(diào)器通過RS232串口將環(huán)境參數(shù)傳輸給監(jiān)控中心。所述協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)監(jiān)控中心的控制命令和LED終端節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息的傳送；所述傳感器節(jié)點(diǎn)將采集的環(huán)境參數(shù)通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給協(xié)調(diào)器；所述LED終端節(jié)點(diǎn)通過協(xié)調(diào)器獲得監(jiān)控中心下達(dá)的控制命令，實(shí)現(xiàn)對LED的智能控制；所述傳感器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)環(huán)境參數(shù)的采集，包括環(huán)境溫度、照度、紅外檢測信息。所述監(jiān)控中心通過上位機(jī)LabVIEW軟件對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，然后下達(dá)相應(yīng)的控制指令，通過協(xié)調(diào)器將控制指令傳送給LED終端節(jié)點(diǎn)。本實(shí)用新型的有益效果該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對LED照明系統(tǒng)的監(jiān)測、管理、控制一體化。通過對LED智能化控制和管理，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)照明、恒照度照明、照明補(bǔ)償及符合人體視覺舒適度的光藝術(shù)照明功倉泛。
圖I是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理，工作原理作進(jìn)一步說明。參照圖1，基于ZigBee和LabVIEW的LED智能照明控制系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心及ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，所述ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)由協(xié)調(diào)器、傳感器節(jié)點(diǎn)和LED終端控制節(jié)點(diǎn)組成，所述協(xié)調(diào)器、傳感器節(jié)點(diǎn)和LED終端控制節(jié)點(diǎn)三者均通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳輸，協(xié)調(diào)器通過RS232串口將環(huán)境參數(shù)傳輸給監(jiān)控中心。所述協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)監(jiān)控中心的控制命令和LED終端節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息的傳送；所述傳感器節(jié)點(diǎn)將采集的環(huán)境參數(shù)通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給協(xié)調(diào)器；所述LED終端節(jié)點(diǎn)通過協(xié)調(diào)器獲得監(jiān)控中心下達(dá)的控制命令，實(shí)現(xiàn)對LED的智能控制；所述傳感器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)環(huán)境參數(shù)的采集，包括環(huán)境溫度、照度、紅外檢測信息。所述監(jiān)控中心通過上位機(jī)LabVIEW軟件對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，然后下達(dá)相應(yīng)的控制指令，通過協(xié)調(diào)器將控制指令傳送給LED終端節(jié)點(diǎn)。本系統(tǒng)上位機(jī)采用美國NI公司的LabVIEW語言，它是一種面向?qū)ο蟮膱D形化編程語言，在LabVIEW的開發(fā)平臺下，組建一個LED智能照明控制系統(tǒng)以及構(gòu)造出人機(jī)交互的虛擬儀器面板，LabVIEW提供了 Matlab Script節(jié)點(diǎn)，用戶可以方便地在LabVIEW應(yīng)用程序中調(diào)用Matlab語目編程的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序。將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序嵌入LabVIEW軟件中，監(jiān)控中心在LabVIEW開發(fā)平臺下，能夠?qū)崟r地識別出智能照明控制系統(tǒng)的狀態(tài)信號，可以從過去的經(jīng)驗(yàn)中進(jìn)行學(xué)習(xí)，這些狀態(tài)信號經(jīng)過神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)映射為控制信號，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化智能控制。將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)用程序放入Matlab Script 中，實(shí)現(xiàn) LabVIEW 與 Matlab 的接口設(shè)計(jì)。LED終端節(jié)點(diǎn)通過ZigBee模塊完成與監(jiān)控中心及傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信，并對ZigBee模塊接收的控制命令進(jìn)行命令解析并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，向LED驅(qū)動電路發(fā)送PWM控制信號，實(shí)現(xiàn)對LED模組亮度、色彩的連續(xù)可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)滿足人體視覺舒適度的恒照度照明及光藝術(shù)照明。本實(shí)用新型利用自然光和LED人工照明相結(jié)合的節(jié)能智能控制，其具有高效節(jié)能、環(huán)保、人工智能化、自組網(wǎng)、體現(xiàn)光藝術(shù)的特點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)了智能控制技術(shù)、ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與LED照明技術(shù)結(jié)合一體化。實(shí)驗(yàn)表明，系統(tǒng)可以通過LabVIEW組建的LED照明控制系統(tǒng)的虛擬儀器面板，對LED照明進(jìn)行人工智能控制，智能化程度高，操作靈活，可廣泛應(yīng)用于大型照明場所，達(dá)到節(jié)能減排的效果。
權(quán)利要求1.基于ZigBee和LabVIEW的LED智能照明控制系統(tǒng)，其特征在于，包括監(jiān)控中心及ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，所述ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)由協(xié)調(diào)器、傳感器節(jié)點(diǎn)和LED終端控制節(jié)點(diǎn)組成，所述協(xié)調(diào)器、傳感器節(jié)點(diǎn)和LED終端控制節(jié)點(diǎn)三者均通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳輸，協(xié)調(diào)器通過RS232串口將環(huán)境參數(shù)傳輸給監(jiān)控中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于ZigBee和LabVIEW的LED智能照明控制系統(tǒng)，其特征在于，所述協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)監(jiān)控中心的控制命令和LED終端節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息的傳送； 所述傳感器節(jié)點(diǎn)將采集的環(huán)境參數(shù)通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給協(xié)調(diào)器； 所述LED終端節(jié)點(diǎn)通過協(xié)調(diào)器獲得監(jiān)控中心下達(dá)的控制命令，實(shí)現(xiàn)對LED的智能控制； 所述監(jiān)控中心通過上位機(jī)LabVIEW軟件對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，然后下達(dá)相應(yīng)的控制指令，通過協(xié)調(diào)器將控制指令傳送給LED終端節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于ZigBee和LabVIEW的LED智能照明控制系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)環(huán)境參數(shù)的采集，包括環(huán)境溫度、照度、紅外檢測信息。
專利摘要本實(shí)用新型公開了基于ZigBee和LabVIEW的LED智能照明控制系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心及ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，所述ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)由協(xié)調(diào)器、傳感器節(jié)點(diǎn)和LED終端控制節(jié)點(diǎn)組成，所述協(xié)調(diào)器、傳感器節(jié)點(diǎn)和LED終端控制節(jié)點(diǎn)三者均通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳輸，協(xié)調(diào)器通過RS232串口將環(huán)境參數(shù)傳輸給監(jiān)控中心，所述監(jiān)控中心通過上位機(jī)LabVIEW軟件對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，然后下達(dá)相應(yīng)的控制指令，通過協(xié)調(diào)器將控制指令傳送給LED終端節(jié)點(diǎn)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對LED照明系統(tǒng)的監(jiān)測、管理、控制一體化。通過對LED智能化控制和管理，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)照明、恒照度照明、照明補(bǔ)償及符合人體視覺舒適度的光藝術(shù)照明功能。
文檔編號H04W84/18GK202634848SQ20122031348
公開日2012年12月26日 申請日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者張玉杰, 劉蘊(yùn) 申請人:陜西科技大學(xué)