LED智能照明控制系统设计与实现

    李岩+于会山+张珍军+方雨

    

    

    

    摘 要：本设计以EMW3165模块作为整个系统的主要硬件控制部分，使用该模块连接一些传感器和人们需要控制的LED灯就构成了我们整个系统的主要硬件设计部分。在系统的软件设计部分，在硬件控制模块上的程序获取传感器采集的环境数据并根据条件控制LED灯的亮灭。在服务端软件获取硬件控制模块推送到消息和接受来自浏览器上的LED控制请求，完成符合当前智能家居要求的LED智能照明控制系统。

    关键词：LED智能照明；传感器接入；EMW3165模块；云端管理

    在当前的时代，智能家居及其控制系统已经进入了很多家庭，物联网智能家居也已经进入了许多人的视野，所以智能控制系统有着越来越大的需求。照明系统作为当前生活中最常见的智能控制系统，可以算作智能家居控制系统普及的排头兵，当设备成功接入互联网之后，可以获取智能设备的状态以及很方便地进行远程控制，当前WiFi网络已经大范围普及，这样人们就可以更加方便地从互联网到物联网的无缝过渡。文章阐述智能照明控制系统的设计与实现。

    1 系统总体设计

    中央控制模块是以EMW3165芯片为核心的控制系统，它也是整个控制系统最为核心的地方；在选取温度湿度检测模块方面，以DHT11作为检测温湿度的传感器，进行温湿度检测它将温湿度数据采集传递到EMW3165，然后EMW3165进行分析处理并将数据通过消息队列（MQ）传递到服务端，服务端进行分析并存入数据库；BH1750光照度传感器将采集的光照照度信息不仅像温湿度一样传递到服务端储存，还将光照度信息作为自身的LED照明开关的参考部分进行光照开关的辅助控制；而BISS0001传感信号处理集成电路的作用则在于对传感器数据的处理并控制LED灯的通断。智能LED控制系统的系统总体架构如图1所示。

    2 系统软件设计

    软件部分是整个系统较为复杂的部分，使用Lua语言编写物联网应用：可以在30 s时间内实现从该模块到无线路由器的连接，可以直接发送相关的数据到远程服务器（可以用各种协和语言议编写）；此外，其还提供非常多的WiFi连接与网络协议操作相关的函数，因此极大地简化了在设计复杂网络应用时的复杂程度。MCU上的Lua程序处理流程如图2所示。

    3 服务端软件

    服务端程序主要使用Java進行编写，使用SSH（Struts2，Spring和Hibernate）框架进行编写，并使用MQTT官方的Java MQTT客户端库完成从WEB服务器到MQTT代理服务器的消息发布。Struts2主要是用来处理来自浏览器的请求，为请求的处理树立一定的标准。而spring主要是对程序中所用到实体（bean）的生成和管理。Hibernate主要是用来处理ORM的，应用于Java对象的持久化（将数据库的数据表映射为Java中的对象和将Java对象存入数据库中）。Web程序返回给用户的界面如图3所示。

    4 结语

    本设计是基于EMW3165控制芯片，设计用LED智能照明控制系统，本系统具有智能、可靠性高，控制距离特别远，且能够可以监测LED所在地附近的温湿度和光照度等信息的特点，能很好满足当前智能家居和物联网普及时期的用户需求，而且在成本方面也比较具有竞争优势。总之，该智能照明控制系统的实用性、适应性和可靠性很强，具有高可扩展性，并可以被大范围地推广应用。

    [参考文献]

    [1]叶朝辉，杨士元.智能家居网络研究综述[J].计算机应用研究.2000（9）：4-8.

    [2]陈淑娟.无线智能家居控制网络设计及协议研究[D].大连：大连海事大学，2005.

    [3]马明建.数据采集与处理技术[M].2版.西安：西安交通大学出版社，2005.

    [4]张大踪，杨涛，魏东梅.一种低功耗无线传感器网络节点的设计[J].仪表技术与传感器，2006（10）：54-55.

    [5]柴远波.短距离无线通信技术及应用[M].北京：电子工业出版社，2015.