基于物联网的智能家居照明控制系统

基于物联网的智能家居照明控制系统毛宗艮,王明，汪健（安徽师范大学数计学院软件开发与应用专业10级学员，安徽省芜湖市，241000）关键词：物联网；智能家居；RGB；嵌入式摘要：本论文通过文献资料法和逻辑分析法相结合的方法，重点研究了智能家居领域中智能灯控系统。通过研究和实验制作一套智能灯控系统，课题利用RGBLED灯结合51单片机实现模拟照明系统，该照明系统通过对LED参数的调控（即R、G、B数值的改变）模拟个房间、环境灯光的要求。课题采用arm11开发板作为网关服务器，用于实现信息的处理和传递。同时系统带有智能手机平台和PC机平台的应用客户端软件，利用3G、WIFI等手段实现与网关服务器的交流，从而实现对照明系统的监控功能。中图分类号：Z综合性图书文献标识码：A文章编号：1001-2435(2007)xx-xxxx-xxTitle:IntelligenthomefurnishinglightingcontrolsystembasedonInternetofthingsAuthor:MaoZonggen,WangMing,WangJian(AnhweiNormalUniversity,WuHu,241000,China)KeyWords:Theinternetofthings;Intelligenthomefurnishing;RGB;EmbeddedAbstract:Thispapercombinesthemethodofliteratureandlogicalanalysis,focusesontheresearchofintelligentlightingcontrolsysteminthefieldofIntelligenthomefurnishing.Throughtheresearchandfabricationofasetofintelligentlightingcontrolsystem,usingtheRGBLEDlampwiththesubjecttosimulatelightingsystem51microcomputer,thelightingsystemcontrolparametersofLED(R,G,throughBnumericalsimulation,environmentalchange)roomlightingrequirements.SubjectsusingARM11developmentboardasthegatewayserver,usedforprocessingandtransmittinginformation.AtthesametimethesystemwithintelligentmobilephoneplatformandthePCplatformapplicationclientsoftware,implementationandgatewayservercommunicationusing3G,WIFIandothermeans,soastorealizethemonitoringfunctionofthelightingsystem.引言:智能家居系统是利用计算机、嵌入式系统、传感器和网络通讯技术，将家庭中的各种设备(如照明系统、环境控制、安防系统、网络家电)通过家庭网络连接到一起。课题研究开发一种面向普通家庭用户、基于无线网络的智能家居照明系统，满足人们对家居照明环境不断增长的舒适、节能和个性化等需求，为提高人们生活品质服务。采用ZigBee、RFID和WiFi等无线网络技术、嵌入式系统技术、智能控制技术和智能插座技术，实现一种简单安装方便、低成本、低碳节能和易于扩展的智能家居照明控制系统。1问题的提出1.1研究意义和必要性智能家居系统是利用计算机、嵌入式系统、传感器和网络通讯技术，将家庭中的各种设备(如照明系统、环境控制、安防系统、网络家电)通过家庭网络连接到一起。一方面，智能家居将让用户有更方便的手段来管理家庭设备，比如，通过无线遥控器、电话、互联网或者语音识别方式控制家用设备；另一方面，智能家居内的各静态设备可相互通讯，根据不同的状态互动运行，它对改善现代人们的生活质量，创造舒适、安全、便利的生活空间有着非常重要的意义。智能家居的开发与建设是2l世纪科技发展的必然趋势。由于信息技术的大力普及和应用，极大推动了家居智能化建设的进程，更为家居智能化提供了可靠的技术保障，实施起来更加容易和简捷。由于智能家居系统具有智能化、自动化、安全化、信息化和网络化等特点，满足人们对家居环境不断增长的便利、舒适、高效、安全和个性等需求，因此具有非常广阔的市场前景，相信不久的将来就会在普通家庭中普及。照片尺寸为20mm*30mm；最好不用红色背景物联网技术融合了传感器技术、RFID、自动控制技术、计算机技术、网络通信技术和电子技术等多种技术，将物联网技术应用于智能家居，使得智能家居能更具有智慧性和交互性，更为实现智能家居提供可靠的技术保障。因此，开发基于物联网的智能家居系统，具有重要的应用价值。智能照明控制系统是智能家居最主要的控制功能，在智能照明控制中，可以实现定时开关、随意调节灯光的明暗度等功能，而且能设定不同的照明场景来满足不同时间的照明需要。同时照明产品成为继空调、采暖电机之后的家庭第二能耗大户，通过智能照明控制可以达到节能目的。1.2国内外研究现状和发展趋势分析国外智能家居系统发展现状：智能家居的概念最早起源于美国，英文为SmartHome。美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家和地区先后提出了各种智能家居的方案。目前智能家居系统在美国、德国、新加坡、日本等国都有了广泛应用。面对智能家居的巨大市场，像思科、英特尔、北电、摩托罗拉、朗讯、3Corn、IBM、爱立信和LG等公司都纷纷加入这个领域，研发智能信息家电和智能家居系统，比较有代表性的有：HAL公司NI智能家居系统和ALdeluxe智能家居系统、Vantage家居自动化系统和三星homevita家电控制解决方案等。国内智能家居系统发展现状：国内对智能家居系统的研究起步相对较晚，大约8年前智能家居的概念才逐步引入中国，随后有部分厂家加入到智能家居的开发和应用行业中来。2003年～2009年有中国自主研发生产的智能家居产品小规模应用于市场，但也形成了很多不同的标准，以下是目前国内几种智能家居系统：海尔的U．Home智能家居系统，包括智能社区、智能家居、智能酒店；快思聪智能家居系统包括AV控制解决方案及灯光控制解决方案等。真正的智能化是不需要按键的，而是一个“仆人”：不需要人的控制，不需要指令，系统会安安静静地执行，它会根据主人的情况自动做出反应。而系统隐藏在建筑物里面，默默为人们服务。这就是我们研究的最终目标。2系统的构架在研究本课题时，采用文献资料法的同时采用逻辑分析的方法进行研究。通过查询资料得知国内对智能家居系统的研究起步相对较晚，大约8年前智能家居的概念才逐步引入中国，随后有部分厂家加入到智能家居的开发和应用行业中来。然而，目前智能家居系统在美国、德国、新加坡、日本等国都有了广泛应用。面对智能家居的巨大市场，像思科、英特尔、北电、摩托罗拉、朗讯、3Corn、IBM、爱立信和LG等公司都纷纷加入这个领域。智能家居主要体现在智能、节能上面。所谓智能，就必须要一个智能控制系统，采用ZigBee、RFID和WiFi等无线网络技术、嵌入式系统技术、智能控制技术和智能插座等技术可以是家居照明系统实现智能化。同时实现一种简单安装方便、低成本、低碳节能和易于扩展的智能家居照明控制系统。2.1灯控模块本课题主要研究的是照明系统及其控制。本课题利用RGBLED灯结合51单片机实现模拟照明系统，该照明系统通过对LED参数的调控（即R、G、B数值的改变）模拟个房间、环境灯光的要求。例如：序号Ral色号RGB颜色1Ral1000203185141米绿色2Ral1001204176137米色，淡黄或灰黄3Ral1002205169116沙黄色4Ral100324416847信号黄5Ral100422215631金黄色6Ral100519714019蜜黄色7Ral100622114231玉米黄8Ral100722514024灰黄色9Ral101116612482米褐色10Ral101221917568柠檬黄11Ral1013232224206近于白色的浅灰12Ral1014221200163象牙色其电路图如下：2.2控制系统对于控制系统方面的设计，本课题采用arm11开发板作为网关服务器，用于实现信息的处理和传递。同时系统带有智能手机平台和PC机平台的应用客户端软件，利用3G、WIFI等手段实现与网关服务器的交流，从而实现对照明系统的监控功能。各模块之间关系如下：3结果与分析经过课题小组成员的研究与探讨，实现智能家居照明控制原型系统一套以及研究论文一篇。其中原型系统中包含网关服务器、灯控模块、PC（手机）终端软件一套。经课题研究发发现，一种面向普通家庭用户、基于无线网络的智能家居照明系统，可以满足人们对家居照明环境不断增长的舒适、节能和个性化等需求。本课题所开发的系统在研究层面上具有一定的意义，然而，系统在功能上比较单一，还需进一步进行优化和多功能化。参考文献:［1］ZhangSY，RenJS，BiXZ．Thecrystalfieldparametersof5DstatesofCe3ionandtheshiftofenergylevels［J］．Journalofluminescence，1989，10(6):101(张思远，任金生，毕现章三价铈离子5d态的晶场参数和能级位移［J］．发光学报，1989，10(6):101．[2]智能家居控制系统周洪、胡文山、张立明、卢亦焱中国电力出版社(2006-01出版)[3]智能家居向忠宏人民邮电出版社(2002-06出版)[4]智能家居设计与施工顾牧君同济大学出版社(2004-10出版)