智能家居中照明控制系统的研究

发布时间：2020-05-16 06:27

【摘要】：针对现有照明控制系统控制方式单一、扩展性能弱、控制效果差等存在的问题,研究并设计出一款应用于智能家居领域的照明控制系统。该系统集网络通信与照明控制为一体,能够实现对照明的精准和多元化控制。本文的主要研究工作如下:(1)照明控制系统的方案设计分析目前国内外智能照明控制系统的发展现状,总结目前照明控制系统存在的问题,确定照明控制系统的需求。分析照明控制系统领域的主流协议并确定系统的架构,由手机端、控制器、调光器构成三级分布式控制系统。两级通信网络分别采用以太网和RS-485总线,并在此基础上制定详细通信传输协议。选择PWM调光方式进行调光。(2)照明控制系统的硬件设计照明控制系统的硬件设计包括控制器和调光器两部分。针对控制器所需的功能,控制器采用AM3352芯片作为控制器CPU,通过以太网控制电路和路由器进行数据交互,通过协处理器STM32F205与挂载的多个调光器通信。调光器采用STM32F103RBT6作为主控芯片,通过RS-485通信电路和控制器通信,并设计零位检测电路和PWM调光控制电路,实现对照明亮度的调节和控制。(3)照明控制系统的软件设计控制器按照层次划分可分为驱动层、应用层及软件层;调光器采用模块化软件设计思路,包括串口通信、零位检测和PWM调光等程序。(4)照明控制系统的测试和结果分析对照明控制系统通信因素进行理论分析和实验测试,根据测试结果确定照明控制系统最佳通信参数为:波特率38400、通信超时时间7ms、系统最长通信距离500m。针对人眼对调光曲线的非线性特性,运用伽玛校正算法得到校正后的PWM占空比数值,经测试该占空比下的调光亮度变化符合人眼视觉的线性要求。对调光器本地操作及手机端操作进行功能测试,测试结果表明系统运行良好,功能符合要求。
【图文】：

原理图,调光,原理图

图 2. 6 PWM 调光原理图WM 调光时，工作电流在 0 和满值之间切换，不会产生色号的占空比改变范围很大，可以实现精准调光，其精度流源的工作环境没有改变，，不会产生闪烁现象。但由于 P开关的通断，如果工作频率过低会发生频闪现象，解决 100Hz。为消除调光引起的啸声可选用钽电容代替常规引起的啸声。调光方式，PWM 调光在调光精确度以及调光质量上有着系统调光方式选用 PWM 调光。结智能家居中照明控制系统的需求进行分析，从系统所需出照明控制系统的需求点。针对目前已有的照明控制系

框架图,实物,控制器,模块

分为 CPU 模块，其余按照功能划分为电源模块MCU）模块、串行通信模块、指示灯和按键模框架图如图 3.1 所示，控制器实物如图 3.2 所示Cortex-A8AM3352电源模块指示灯/按键模块以太网通信模块协处理器模块串行通信模块液晶显示模块图 3. 1 控制器硬件框架图
【学位授予单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP273;TU113.66

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