基于WSN的HBLED照明控制與傳感系統(tǒng)設計的中期報告

基于WSN的HBLED照明控制與傳感系統(tǒng)設計的中期報告中期報告一、項目背景隨著能源需求的不斷增長和環(huán)境問題的加劇，人們對于低碳環(huán)保、節(jié)能減排的需求越來越高。因此，綠色照明成為了近年來研究的熱點。研究表明，LED燈光效率高，壽命長，且無汞等有害物質(zhì)，因此被廣泛應用于室內(nèi)和戶外照明。同時，隨著無線傳感與通訊技術的發(fā)展，采用無線傳感網(wǎng)（WSN）實現(xiàn)室內(nèi)照明系統(tǒng)的自動控制和能耗監(jiān)管也成為了可能。本項目旨在通過設計一個基于WSN的HBLED照明控制與傳感系統(tǒng)，實現(xiàn)室內(nèi)照明的智能控制并監(jiān)控能耗。二、設計思路HBLED（HighbrightnessLED）燈具中，光照強度可通過PWM(PulseWidthModulation)控制實現(xiàn)，因此，本設計采用基于單片機+無線模塊+PWM控制方式的照明控制方案。系統(tǒng)分為傳感模塊、控制模塊和執(zhí)行模塊三個部分。1.傳感模塊傳感模塊主要采集室內(nèi)溫度、光照度、人體紅外信號等數(shù)據(jù)，通過無線傳輸方式發(fā)送給控制模塊。同時，系統(tǒng)還整合了路由器和云端服務器，將傳感數(shù)據(jù)無線上傳至服務器進行數(shù)據(jù)分析，以便實現(xiàn)照明系統(tǒng)的自動化控制與能耗監(jiān)管。2.控制模塊控制模塊采用STM32單片機作為核心，通過無線模塊接收傳感模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，實時地處理并控制照明系統(tǒng)?？刂颇K還可以接受上位機通過計算機串口發(fā)送的控制命令，并實現(xiàn)對燈具的遠程控制。3.執(zhí)行模塊執(zhí)行模塊主要采用PWM控制方式控制LED燈條的光照強度，以實現(xiàn)燈光亮度的調(diào)節(jié)、色溫調(diào)節(jié)和動態(tài)效果顯示等。三、進展情況本項目當前已完成以下工作：1.傳感模塊硬件設計方案的初步確定，包括模擬前端電路、傳感器接口電路設計與調(diào)試、AD/DA轉(zhuǎn)換電路等。2.控制模塊的微處理器STM32F103C8T6的硬件設計已完成，主要功能電路均已搭建并連接。3.執(zhí)行模塊的硬件方案已確定，包括PWM驅(qū)動電路設計、RGB色彩調(diào)光電路設計等。4.系統(tǒng)整體方案的確定與測試，已實現(xiàn)傳感模塊—控制模塊—執(zhí)行模塊的數(shù)據(jù)傳輸與控制實現(xiàn)。接下來，我們計劃進行以下工作：1.傳感模塊的軟件設計與開發(fā)，包括傳感器數(shù)據(jù)采集、無線通信模塊驅(qū)動程序編寫、運行測試等。2.控制模塊的軟件設計與開發(fā)，包括數(shù)據(jù)接收、處理與控制算法的編寫、無線模塊驅(qū)動程序編寫、上位機通信協(xié)議設計和測試等。3.執(zhí)行模塊的軟件設計與開發(fā)，包括PWM控制算法的編寫、RGB色彩調(diào)光算法的編寫等。4.系統(tǒng)的集成測試，包括硬件與軟件系統(tǒng)集成、系統(tǒng)調(diào)試、數(shù)據(jù)傳輸控制等。五、預期效果本項目完成后，將達到如下效果：1.設計出一套能夠滿足室內(nèi)照明自動化控制和能耗監(jiān)管的系統(tǒng)。2.實現(xiàn)對室內(nèi)光照度、溫度等環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)控，并能依據(jù)用戶需求的不同變化進行自適應調(diào)節(jié)。3.實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的遠程控制和能耗監(jiān)管，并根據(jù)云端數(shù)據(jù)