智能照明系統(tǒng)簡(jiǎn)介

智能照明系統(tǒng)是利用先進(jìn)電磁調(diào)壓及電子感應(yīng)技術(shù)，對(duì)供電進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與跟蹤，自動(dòng)平滑地調(diào)節(jié)電路的電壓和電流幅度，改善照明電路中不平衡負(fù)荷所帶來(lái)的額外功耗，提高功率因素，降低燈具和線路的工作溫度，達(dá)到優(yōu)化供電目的照明控制系統(tǒng)。

智能照明系統(tǒng)組成部分：

系統(tǒng)單元、輸入單元與輸出單元。系統(tǒng)單元：用于提供工作電源，源系統(tǒng)時(shí)鐘及各種系統(tǒng)的接口如PC、以太網(wǎng)、電話等；輸入單元：主要功能是將外部控制信號(hào)換成網(wǎng)絡(luò)上的傳輸信號(hào)，具體有開關(guān)，紅外接收開關(guān)，紅外遙控器，多功能的控制板，傳感器；輸出單元：智能系統(tǒng)的輸出單元是用于接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男盘?hào)，控制相應(yīng)回路的輸出以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。

硬件部分：

1)智能照明控制系統(tǒng)（硬件部分，智能照明執(zhí)行器，0-10V調(diào)光控制器,可控硅調(diào)光控制器，dali調(diào)光控制器，智能網(wǎng)關(guān)，電源模塊，按鍵場(chǎng)景面板，4寸7寸觸摸屏，微波雷達(dá)傳感器，紅外人體傳感器，照度傳感器，窗簾電機(jī)模塊，空調(diào)網(wǎng)關(guān)等。軟件部分，智能照明配置軟件，智能照明監(jiān)控軟件，編程軟件）

2)數(shù)字可尋led驅(qū)動(dòng)

3)燈具

4)光源

優(yōu)勢(shì)：

燈光調(diào)節(jié)：用于燈光照明控制時(shí)能對(duì)電燈進(jìn)行單個(gè)獨(dú)立的開、關(guān)、調(diào)光等功能控制，也能對(duì)多個(gè)電燈的組合進(jìn)行分組控制，方便用不同燈光編排組合形式營(yíng)造出特定的氣氛。★智能調(diào)光：隨意進(jìn)行個(gè)性化的燈光設(shè)置；電燈開啟時(shí)光線由暗逐漸到亮，關(guān)閉時(shí)由亮逐漸到暗，直至關(guān)閉，有利于保護(hù)眼睛，又可以避免瞬間電流的偏高對(duì)燈具所造成的沖擊，能有效的延長(zhǎng)燈具的使用壽命?！镅訒r(shí)控制：在您外出的時(shí)候，您只需要按一下"延時(shí)"鍵，在您出門后30秒，所有的燈具和電器都會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。★控制自如：可以隨意遙控開關(guān)屋內(nèi)任何一路燈；可以分區(qū)域全開全關(guān)與管理每路燈；可手動(dòng)或遙控實(shí)現(xiàn)燈光的隨意調(diào)光,還可以實(shí)現(xiàn)燈光的遠(yuǎn)程電話控制開關(guān)功能?！锶_全關(guān)：整個(gè)照明系統(tǒng)的燈可以實(shí)現(xiàn)一鍵全開和一鍵全關(guān)的功能。★場(chǎng)景設(shè)置：回家時(shí)，在家門口用遙控器直接按"回家"場(chǎng)景，主要特點(diǎn)為·圖1 智能照明系統(tǒng)1、系統(tǒng)可控制任意回路連續(xù)調(diào)光或開關(guān)。2、場(chǎng)景控制：可預(yù)先設(shè)置多個(gè)不同場(chǎng)景，在場(chǎng)景切換時(shí)淡入、淡出。

3、可接入各種傳感器對(duì)燈光進(jìn)行自動(dòng)控制。4、時(shí)間控制：某些場(chǎng)合可以隨上下班時(shí)間調(diào)整亮度。5、紅外遙控：可用手持紅外遙控器對(duì)燈光進(jìn)行控制。6．系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)：可系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，利用上述控制手段進(jìn)行綜合控制或與樓宇智能控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

市場(chǎng)背景

2010年6月7日，胡錦濤總書記在中國(guó)科學(xué)院第十五次院士、中國(guó)工程院第十次院士大會(huì)上提出推動(dòng)科技發(fā)展工作的8點(diǎn)意見 ，首條便是“大力發(fā)展智能科技，堅(jiān)持節(jié)能優(yōu)先、綠色低碳”。智能科技已被提升到關(guān)乎國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展和運(yùn)用的戰(zhàn)略級(jí)層面。而幾乎同時(shí)召開的第十五屆廣州國(guó)際照明展上，智能照明系統(tǒng)成為展會(huì)的一大亮點(diǎn)，眾多知名廠家開始涉足其中，搶占智能領(lǐng)域的掘金至高點(diǎn)。

實(shí)用功能

無(wú)線方式解決了布線的難題，同時(shí)也能滿足視頻和音頻信號(hào)的傳輸。本文以2.4G 射頻技術(shù)為基礎(chǔ)介紹一種智能家居照明系統(tǒng)。

2.系統(tǒng)方案智能照明控制器系統(tǒng)方案框圖如圖2 所示。本方案采用STC12C5A08AD 作為MCU控制器，STC12C5A08AD 是宏晶科技公司最新一代單片機(jī)，采用第6 代保密技術(shù)，程序燒寫后無(wú)法解密，增強(qiáng)了保密功能。速度比普通的8051單片機(jī)快8~12 倍，內(nèi)建4 個(gè)16 位定時(shí)器，功耗比較低。MCU 的控制信號(hào)通過(guò)光耦控制可控硅來(lái)控制燈具的明亮程度，在強(qiáng)電控制接口加有電流檢測(cè)回路，檢測(cè)強(qiáng)電電流的大小，用作檢測(cè)反饋。通訊方式采用2.4G 無(wú)線通信模塊，無(wú)需布線，降低成本，控制方式靈活，遙控范圍廣，通訊速度快。本方案一共可以控制12 路燈具，適用于家庭照明控制。

3. 2.4G模塊用于2.4GHz 通訊的通用芯片常見的有挪威Nordic 公司的nRF2401無(wú)線芯片模組，以色列RFWave 公司的RFW102 無(wú)線芯片模組等[5].根據(jù)設(shè)計(jì)需求及成本考慮，本設(shè)計(jì)中采用Nordic 公司的nRF2401進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。nRF2401 是一個(gè)單片無(wú)線收發(fā)一體芯片，工作在2.4GHz ISM 頻段，完全集成功率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)整電路。采用QFN24 5×5 毫米封裝，應(yīng)用電路使用外圍元件少(見圖3);采用FSK 調(diào)制方式，125 個(gè)頻道，能滿足多頻及跳頻需要;傳輸速率高達(dá)1Mbps,具有高數(shù)據(jù)吞吐量;功耗低，電源電壓1.9V~3.6V 滿足低功耗設(shè)計(jì)需要;芯片內(nèi)部設(shè)有專門穩(wěn)壓電路，使用各種電源包括DC/DC 開關(guān)電源均有較好的通信效果。

4.照明控制常用的調(diào)光方法有：脈沖寬度調(diào)制(PWM)調(diào)光法、改變半橋逆變器供電電壓調(diào)光法、脈沖調(diào)頻調(diào)光法、脈沖調(diào)相調(diào)光法和可控硅相控調(diào)光法?？煽叵嗫卣{(diào)光法具有體積小、價(jià)格合理和調(diào)光功率范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)最終采用可控硅相控調(diào)光來(lái)調(diào)節(jié)燈具的明亮程度。應(yīng)用可控硅相控原理，通過(guò)控制可控硅的導(dǎo)通角，將電網(wǎng)輸入的正弦波電壓斬掉一部分，以降低輸出電壓的平均值，達(dá)到控制燈具供電電壓，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)光。可控硅相控調(diào)光對(duì)照明系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)速度快，調(diào)光精度高，調(diào)光參數(shù)可以分時(shí)段實(shí)時(shí)調(diào)整。由于調(diào)光電路主要是電子元件組成，相對(duì)來(lái)說(shuō)體積小、設(shè)備質(zhì)量輕、成本低?？煽毓柘嗫卣{(diào)光電路如圖4 所示。單片機(jī)的控制信號(hào)經(jīng)74HC04反相后送到光耦MOC3023,光電隔離后輸入到可控硅T16C6F 的控制極，控制可控硅的導(dǎo)通角，實(shí)現(xiàn)調(diào)光。

5.結(jié)束語(yǔ)基于單片機(jī)控制的智能家居照明系統(tǒng)，具有成本低、開發(fā)時(shí)間短、安裝維護(hù)方便、容易滿足客戶不同需求等優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)前景廣闊。目前我國(guó)的消費(fèi)水平并不高，對(duì)于系統(tǒng)龐大的高檔智能家居需求并不大，而智能家居照明系統(tǒng)的低成本，在家居市場(chǎng)上應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本文介紹的基于單片機(jī)控制的智能家居照明系統(tǒng)具有一定的市場(chǎng)推廣價(jià)值。