LED 具備使用壽命長、光效高以及低功耗的特質，使得它在和傳統照明燈具相比的時候優點明顯。與此同時，近年來電力資源持續缺少，國家一直在提倡節能環保、營造「綠色低碳」生活，LED 必將會取代傳統照明產品。 html
LED 的半導體器件的特性，使其在智能照明控制方面有絕對的優點，能夠完美實現對照明燈具的調光調色、靈活設置、分組管理、狀態查詢和故障報警等功能，能夠更加人性化的知足使用者的要求，實現最大限度的節能，有效地下降照明工程的維護成本。LED 照明走向智慧化已經成爲一個發展趨勢。 算法
「十二五」規劃，國家肯定了七大戰略性新興產業，而節能環保是其不變的主題。鴻雁電器積極響應國家發展政策，朝着智能、節能、綠色環保方向發展。基於鴻雁電器自己強大的產業鏈和產品矩陣，LED 產品依靠引進的主流設備及技術，跨界融合光電與信息產業科技，將智能化控制系統與LED 照明產品進行創造性地融合，爲用戶提供更低耗、更高效、更節能、更環保的LED 智慧照明系統解決方案。 安全
1 現狀分析 服務器
目前，普通家庭照明採用的基本是採用電工開關+傳統燈具的模式，這種模式已延續幾十年，而且已經成爲人們的使用習慣，很難被改變，這種傳統方式相對簡單、有效、直觀。可是，整個系統相對分散，沒法實現有效的管理，其適時性和自動化程度過低，已經沒法知足人們對照明的高效控制和功能多樣化的需求。 網絡
20 世紀90 年代初，隨着計算機技術和網絡技術的飛速發展，辦公自動化、樓宇自動化、家庭自動化的出現，人們對照明控制提出了更高的要求，從而產生了智能照明控制方式。所謂智能照明控制，就是根據某一區域的功能、天天不一樣的時間、室內外亮度或該區域的用途來自動控制照明設備，並可以實現集中統一管理與監控的功能，並結合現代照明技術和照明藝術，科學地管理照明設備，讓人們在一個不只照明技術參數指標方面達到標準的要求，並且溫馨、明亮並富有藝術魅力的照明環境裏工做和生活。 架構
從智能照明控制系統的組成方式看，主要有總線型、電力線載波型、無線網絡型等。市場上主流的系統主要有：KNX/EIB、ABB i-bus 系統、邦奇Dynet 系統、Philips 的DALI 總線、日本松下的HBS 總線、奇勝C-Bus 系統、Control4 以及X-10 的電力線載波系統等。上述系統的佈線方式和傳統電工佈線規範都是不一樣的，並且這些系統價格高昂、設計複雜、維護成本高，不是通常用戶可以承受的。 性能
所以，結合LED 照明的發展趨勢和智能照明控制的現狀，運用目前主流的ZigBee無線模塊組網技術，研製開發的LED 智慧照明控制系統將大大知足人們對照明智能化、節能化以及人性化的需求。 優化
2 系統架構 加密
基於ZigBee無線模塊 的LED 智慧照明控制系統架構如圖1 所示。 spa
圖1 系統架構圖
整個系統由兩個網絡組成：WiFi無線局域網和ZigBee數傳無線個域網。
WiFi 局域網的做用是實現LED 智慧照明控制系統與智能終端（如智能手機、智能Pad 等）的互聯互通，經過智能終端能夠方便控制和管理系統；ZigBee 數傳個域網的做用是實現全部驅動模塊與控制設備、系統網關之間的互聯互通，是LED 智慧照明系統的基礎控制網絡。
系統產品遵循統一的交互協議，可實現不一樣控制器控制一個驅動模塊，一個控制控制多個驅動模塊，以及各類情景模式的設置與控制，結合照度自適應功能，可適應多種領域，如辦公、家庭等，達到智能、節能的效果。
3 ZigBee技術的優點
(1) 低成本：數據傳輸速率低，協議簡單，因此大大下降了成本，且無需繳納專利費；
(2) 超低功耗：在低耗電待機模式下，兩節普通5 號乾電池可以使用6 個月到2 年；
(3) 穩定性高： 網狀網絡提供高冗餘通訊路徑，CSMA/CD 技術和確認機制確保了網絡通訊的穩定性；
(4) 組網簡單：自組網和自動路由功能使得網絡的構建和維護變得十分容易；
(5) 高安全性：提供了數據完整性檢查和鑑權功能，採用通用的AES-128 位加密算法；
(6) 兼容性：開放的標準使不一樣供應商的產品能夠很容易實現互聯互通；國際通用的免費頻段使產品准入更爲簡單；(
7) 響應速度快：針對時延敏感的應用作了優化，通訊時延和從休眠狀態激活的時延都很是短；
(8) 網絡容量大：可支持管理多達65535 個節點。
4 系統特色
4.1 低成本、易安裝
傳統的智能照明控制解決方案須要預先佈置大量的通訊線纜，既影響美觀又增長了施工的難度，特別是對已完成裝修的家庭來講，從新佈線須要破壞原有的裝修環境，在很大程度上也增長了部署的成本。
本系統採用領先的ZigBee無線模塊通信技術和創新的安裝方式，如圖2 所示，無需在設備間額外安裝通信電纜，無需更換傳統的開關，只需安裝在燈具上，就可實現對燈光、窗簾等電器的ZigBee數據採集和智能控制，任何一個非專業的電工都能安裝。
圖2 不一樣佈線方式的安裝方式
4.2 自組網，免調試
本系統採用了ZigBee數傳模塊網狀網絡結構，使無線信號能夠在設備之間自動路由，從而使得通訊網絡不受點與點之間的距離侷限而覆蓋整個屋子。系統構建無需調試，系統上電自動組網，任何新加入的設備都可以自動加入網絡，無需額外配置。
4.3 高可靠，易維護
本系統各個節點設備均配置獨立的CPU 和存儲器，配置信息均保存在節點設備上，即系統中任何一個設備出現故障，只是與該模塊相關的功能失效，而不影響網絡其餘設備的正常運行，既有利於快速故障定位，又提升了照明控制系統的容錯水平。
4.4 隨時隨地的多種控制方式
本系統多種集中控制方式，包括機械開關、觸摸液晶屏、遙控器、智能手機、智能Pad 等，用戶能夠根據家居的環境和應用的場合自由選擇控制的方式。經過安裝LED 調光模塊，傳統的機械開關就能實現LED 燈具亮度調節。iPhone、iPad 以及Android 手機只需下載安裝控制軟件，經過簡單設置便可實現對LED 照明系統的控制和管理。
5 系統硬件設計
5.1 節點結構
ZigBee/WiFi 網關採用透明傳輸的方式，由客戶機發送控制指令，從節點設備接收指令，並執行相應的動做以及反饋執行後的狀態，下降了以往智能系統主機高度集成帶來的可靠性風險。ZigBee/WiFi 網關配有WiFi 模塊和ZigBee數傳模塊，WiFI 模塊可經過無線路由器與智能終端設備鏈接，ZigBee 模塊實現控制模塊之間的無線組網。
ZigBee/WiFi 網關的硬件結構如圖3 所示。
圖3 ZigBee/WiFi 網關硬件結構
從節點選用採用意法半導體推出的高性能雙串口8位單片機STM8S105k，存儲器有EEPROM 芯片AT
圖4 從節點硬件結構
5.2 電源模塊LNK304 是PI 公司推出的一款高效離線式開關電源芯片。
LNK304 在一個IC 上面集成了一個700V 的功率MOSFET、振盪器、簡單的開/ 關控制電路、高壓開關電流源、頻率調製、逐週期的電流限制及過溫保護。器件在啓動及工做期間的功率消耗直接由漏極引腳的電壓來提供，所以，在BUCK 及反激式控制器中可節省偏置供電的相關電路。
LNK304 用來替代輸出電流小於360mA 的全部線性及電容降壓式非隔離電源。其系統成本與所替代的電源相等，但性能更好、效率更高。電源模塊電路原理如圖5 所示。
圖5 電源模塊電路原理
6 系統軟件設計
6.1 系統網絡架構本系統網絡架構採用C/S 模式，在智能終端上安裝客戶端應用軟件，驅動設備做爲服務器，客戶端實時訪問、控制和設置服務器。系統網關做爲TCP/IP 與ZigBee網絡層協議的轉換，應用層協議不進行任何處理，直接透傳。系統網絡架構如圖6 所示。
圖6 系統網絡架構
軟件通訊流程如圖7 所示。系統軟件做爲客戶機，驅動模塊做爲服務器，客戶機按照通訊協議發送具體的控制和設置指令，由驅動模塊直接接收和處理相應的指令，而且將ZigBee數據採集信息反饋信息到客戶機。
圖7 系統軟件通訊流程
6.2 ZigBee 網絡協議
ZigBee 協議棧是在IEEE 802.15.4 標準基礎上創建的，定義了協議的MAC 和PHY 層。
ZigBee數傳設備應該包括IEEE 802.15.4（該標準定義了RF 射頻以及與相鄰設備之間的通訊）的PHY 和MAC 層，以及ZigBee 堆棧層：網絡層（NWK）、應用層和安全服務提供層。
6.3 系統管理界面系統管理完成的主要任務有：設備管理，包括添加和刪除設備；房間管理，包括添加和刪除房間，以及房間內的設備和經常使用場景；主界面設置，包括主界面經常使用場景設置、個性化設置等；設備同步，可實現不一樣終端設備之間配置信息的同步；主機設置，可對系統網關IP地址進行設置等。系統管理界面如圖8 所示。
圖8 系統管理界面
6.4 系統控制界面
系統控制實現的主要功能是：房間選擇，能夠選擇各個房間，查看和控制房間內的設備；單獨控制，針對房間內的設備能夠進行單獨控制，實現開關、調光、調色溫、調色彩、窗簾開關等功能；場景控制，根據用戶的預設，在房間內能夠實現一鍵式場景控制；個性化圖片顯示，經過系統設置能夠在房間內顯示不一樣房間的圖片。系統控制界面如圖9 所示。
圖9 系統控制界面
7 結語
本文使用用ZigBee 無線模塊構建了LED智慧照明系統。它利用ZigBee數傳模塊進行ZigBee數據採集傳輸，能夠充分發揮LED 數字化照明的優點，對推進LED 進入家居市場有着很重要的做用。目前正是發展LED 智慧照明系統的最佳時機，它將是LED改革浪潮的下一波新的增加點，對於促進LED 照明的發展、推對國民經濟的增加有着重要的意義。