LED智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李巖+于會山+張珍軍+方雨

摘 要：本設(shè)計(jì)以EMW3165模塊作為整個(gè)系統(tǒng)的主要硬件控制部分，使用該模塊連接一些傳感器和人們需要控制的LED燈就構(gòu)成了我們整個(gè)系統(tǒng)的主要硬件設(shè)計(jì)部分。在系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分，在硬件控制模塊上的程序獲取傳感器采集的環(huán)境數(shù)據(jù)并根據(jù)條件控制LED燈的亮滅。在服務(wù)端軟件獲取硬件控制模塊推送到消息和接受來自瀏覽器上的LED控制請求，完成符合當(dāng)前智能家居要求的LED智能照明控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：LED智能照明；傳感器接入；EMW3165模塊；云端管理

在當(dāng)前的時(shí)代，智能家居及其控制系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入了很多家庭，物聯(lián)網(wǎng)智能家居也已經(jīng)進(jìn)入了許多人的視野，所以智能控制系統(tǒng)有著越來越大的需求。照明系統(tǒng)作為當(dāng)前生活中最常見的智能控制系統(tǒng)，可以算作智能家居控制系統(tǒng)普及的排頭兵，當(dāng)設(shè)備成功接入互聯(lián)網(wǎng)之后，可以獲取智能設(shè)備的狀態(tài)以及很方便地進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，當(dāng)前WiFi網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)大范圍普及，這樣人們就可以更加方便地從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)的無縫過渡。文章闡述智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

中央控制模塊是以EMW3165芯片為核心的控制系統(tǒng)，它也是整個(gè)控制系統(tǒng)最為核心的地方；在選取溫度濕度檢測模塊方面，以DHT11作為檢測溫濕度的傳感器，進(jìn)行溫濕度檢測它將溫濕度數(shù)據(jù)采集傳遞到EMW3165，然后EMW3165進(jìn)行分析處理并將數(shù)據(jù)通過消息隊(duì)列（MQ）傳遞到服務(wù)端，服務(wù)端進(jìn)行分析并存入數(shù)據(jù)庫；BH1750光照度傳感器將采集的光照照度信息不僅像溫濕度一樣傳遞到服務(wù)端儲存，還將光照度信息作為自身的LED照明開關(guān)的參考部分進(jìn)行光照開關(guān)的輔助控制；而BISS0001傳感信號處理集成電路的作用則在于對傳感器數(shù)據(jù)的處理并控制LED燈的通斷。智能LED控制系統(tǒng)的系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件部分是整個(gè)系統(tǒng)較為復(fù)雜的部分，使用Lua語言編寫物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：可以在30 s時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)從該模塊到無線路由器的連接，可以直接發(fā)送相關(guān)的數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)程服務(wù)器（可以用各種協(xié)和語言議編寫）；此外，其還提供非常多的WiFi連接與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議操作相關(guān)的函數(shù)，因此極大地簡化了在設(shè)計(jì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用時(shí)的復(fù)雜程度。MCU上的Lua程序處理流程如圖2所示。

3 服務(wù)端軟件

服務(wù)端程序主要使用Java進(jìn)行編寫，使用SSH（Struts2，Spring和Hibernate）框架進(jìn)行編寫，并使用MQTT官方的Java MQTT客戶端庫完成從WEB服務(wù)器到MQTT代理服務(wù)器的消息發(fā)布。Struts2主要是用來處理來自瀏覽器的請求，為請求的處理樹立一定的標(biāo)準(zhǔn)。而spring主要是對程序中所用到實(shí)體（bean）的生成和管理。Hibernate主要是用來處理ORM的，應(yīng)用于Java對象的持久化（將數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)表映射為Java中的對象和將Java對象存入數(shù)據(jù)庫中）。Web程序返回給用戶的界面如圖3所示。

4 結(jié)語

本設(shè)計(jì)是基于EMW3165控制芯片，設(shè)計(jì)用LED智能照明控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)具有智能、可靠性高，控制距離特別遠(yuǎn)，且能夠可以監(jiān)測LED所在地附近的溫濕度和光照度等信息的特點(diǎn)，能很好滿足當(dāng)前智能家居和物聯(lián)網(wǎng)普及時(shí)期的用戶需求，而且在成本方面也比較具有競爭優(yōu)勢。總之，該智能照明控制系統(tǒng)的實(shí)用性、適應(yīng)性和可靠性很強(qiáng)，具有高可擴(kuò)展性，并可以被大范圍地推廣應(yīng)用。

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