基于无线网络的智能照明系统的研究与实现

社会经济伴随着科技的进步而高速发展,人们对生活品质的要求也不断提高,信息化、智能化和自动化技术取得了新的突破和进展,高效率的新能源和智能照明系统相结合成为了一种发展的趋势。 本文在太阳能供电照明系统的基础上,通过对基于无线传感网络(Wireless Sensor Network,WSN)新型智能照明系统进行研究和设计,以"绿色环保、高效节能、无线智能"为理念开发新型的家居照明系统。供电系统为太阳能发电、蓄电池储能,并且通过太阳能光伏发电自动跟踪系统对太阳能电池板的高度角和方位角进行调整,实现太阳能电池板自动跟踪太阳旋转,做到最大限度利用太阳能,提高光伏电池效率,并且在供电不足时能自动切换照明系统的供电模式。开发基于ZigBee的无线传感器网络技术的智能照明系统,以无线通信的方式智能控制照明系统的开关状态,在控制中心实现对光伏电池的输出电压、电流以及各照明点的工作状态和环境光强度进行监测,照明系统电路使用节能高效的LED灯照明。 系统采用ZigBee无线网络实现智能照明系统节点间的数据传输、无线监测、控制管理。对ZigBee技术设备组成和节点类型、网络节点拓扑方案、协议栈架构做了具体分析。通过对太阳运行轨迹计算,设计基于单片机控制的太阳能自动跟踪系统,控制步进电机实现对太阳能电池板高度角和方位角的调整达到跟踪太阳旋转的目的。选择CC2430片上系统实现无线网络通信模块的电路设计,并通过电源模块,输入显示控制电路模块,传感器模块,伺服电机模块,时钟模块等各个功能和辅助部分电路的设计实现照明系统的功能要求。介绍了控制中心、太阳能自动跟踪系统、LED开关节点三个部分软件设计流程。 基于ZigBee无线网络的智能照明系统和太阳能自动跟踪系统相结合,对于实现智能家居照明的智能化、节能化具有非常重要的现实。

基于物联网通信技术的智能燃气表系统设计与实现

随着国家城镇化进程的推进和"十三五"规划的逐步落实,以物联网技术为基础,构建智慧城市的需求越来越紧迫,智能家居,智能电器等应用方案及产品应运而生.在居民四表(水表,电表,热表,气表)的使用上,居民对安全性,舒适性,私密性的生活空间要求也越来越高,基于物联网通信技术的智能仪表系统在计量数据远传,远程控制,收费管理等方面的优势尤为突出,能解决居民对生活私密空间的要求,适应了智能化发展的需要.因此基于物联网通信技术的智能燃气表系统设计与实现具有重要的理论意义和实用价值.本课题应用物联网技术构建感知层,网络层及应用层设计并实现了智能燃气表系统,通过全球移动通讯系统(GSM)提供的短消息服务(SMS)机制实现数据远传及远程控制,利用上位机软件进行终端燃气表的管理,实现了操作简单,维护简单的智能燃气表应用系统,解决了抄表难,无法远程控制,安全性差等普通表计固有的问题.本课题的研究成果建立了终端表计和整个能源供应系统的联系,保证了基础数据与系统之间的信息互通,实现了整个能源供应系统网格化管理,挖掘了系统的巨大潜能.本课题研究的主要工作包含以下内容:1)本文搭建了基于全球移动通讯系统(GSM)短消息服务机制(SMS)的智能燃气表系统,将远程通信,计量读数,数据分析,指令下达等有机的结合在一起,利用GSM提供的网络架构,SMS提供的无线双向通信机制,实现了燃气系统的末端设备(燃气表)接入了整个能源供应系统,从能源顶端到末端数据实现了同步共享,为系统的大数据分析提供了数据基础;2)本文根据全球移动通讯系统(GSM)中的短消息服务机制(SMS)的通信原理,建立远程通信系统.编写的上位机软件通过TCP/IP协议与中国移动短信中心建立通讯机制,燃气表端采用GSM模块与短信中心进行信息的收发,本设计采用的通信机制性能稳定,双向通讯,可保证数据(指令)传输的及时性和可靠性,实现快速,准确地远程控制方案;3)本系统基于美国微芯PIC系列单片机,中国移动物联网GSM通信模块为基础进行设计.每块智能燃气表设定唯一的表地址,与GSM模块的手机号码一一对应,GSM模块进行上电注册网络,实现本机号码与短信中心信息接入码对应,实现上位机,终端表计的远程通信;下位机软件采用C语言编写,以"状态机"的机制,"时间片"架构进行设计,为每个可能发生的事件提供运行机制,防止系统出现"死等"状态,大大提高了系统的运行效率;上位机与短信网关的通信采用中国移动物联网公司短信网关提供的数据协议,利用TCP/IP进行通信.短信网关数据协议和TCP/IP相当于传统意义上的短信MODEM;4)本智能燃气表系统利用中国移动物联网公司的短信网关进行了远程控制测试.从上位机下达的指令,网关截取的数据,下位机串口监测到的数据,燃气表的执行结果四个方面进行对比测试,验证基于物联网通信技术的物联网智能燃气表系统能够实现远程开关阀,远程充值读数及低电量报警通知上位机等功能的可靠性与实时性,达到了预期的设计期望.

智能家居控制系统在住宅建筑中的应用研究

伴随物联网,人工智能和无线通信技术的进步,智能家居控制系统在住宅建筑应用的范围日益扩大,智能家居控制系统可增进居住环境的舒适性,安全性和能源利用效率,实现远程管理,自动化学习和智能交互等亮点,本文主要研究智能家居控制系统的组成,核心技术及其在住宅建筑...