基于Zig Bee技術的企業照明控制系統研究

陳雪軍

摘 要：首先對當前企業的照明控制系統的現狀進行分析，基于現狀以及存在的不足，提出利用Zig Bee技術對企業辦公照明的控制系統進行改進，達到對企業辦公照明節能、環保的目標。

關鍵詞：Zig Bee技術；企業照明控制；控制系統

1 緒論

伴隨著現在社會的發展和科技的進步，無線傳輸信號已經深入到人門的生活中了，并且已經把有線傳輸信號發射機取代了，并且應用到了越來越多的領域。在大型的辦公場，以及人口密度很高的CBD之中，照明帶來的能源浪費是監控的重點對象，照明系統的怎么進行管理，如何使照明的耗能最低？都是當前物業和能源管理的一個難點[1]。在現代化，多元化的照明社會中，人們不僅關注照明所帶來的便利，而且也開始關注如何更合理有效地使用照明。在建筑能耗中整個建筑照明占建筑能耗的25%，是現在建筑能耗中排名第二[2]。現在國內企業和大型的建筑物都采用的視聲控、節能燈的方式進行降低能耗，在大型企業的辦公樓里采取的節能方式就是節能燈和標語，這些建筑節能措施不能降低能耗，只是暫時解決方法，要么就是犧牲照明效果換取節能，不然不能達到節能的目的。傳統的大型企業照明存在很多缺點，很難適應現代企業照明舒適性和節能的要求。大型企業照明的照明效率非常低。基于Zig Bee技術和節能管理的需求，照明控制系統將取代傳統的有線照明開關，將智能照明系統的進行普及，以至于便利人們的生活和企業的能耗的降低，因此提高了目前大型企業照明資源浪費的現狀。

2 Zig Bee 技術

Zig Bee是基于IEEE802.15.4的無線標準，一般用來部署無線傳感器網絡和無線控制。 Zig Bee技術是具有低成本，低功耗，低速度，高可用性，高安全性特點的無線網絡協議，目的在于實現自動化和無線控制。此控制系統主要的工作頻段是在2.4GHz ISM頻段，這個頻段的傳輸速率大約是20～250kbit/s，根據計算的方式得出傳輸的最大距離一般情況下是30米。和其他的一些無線控制技術相比，比如說藍牙控制技術，Wi-Fi控制技術，超寬帶技術和其他無線網絡協議。Zig Bee在現在的網絡傳輸環境中有很大的優勢，即在低速傳輸和高網絡容量的環境中都可進行傳輸，并且傳輸能力較強[3]。Zig Bee使用OSI（開放系統互連）模型架構主要有物理（PHY）層，數據鏈路層、網絡層、應用接口層和應用層這些部分的組件組成的。不同的組件層具有不一樣的功能，每層提供服務接口一個層次。 如圖1所示。

3 企業智能照明控制系統的總體設計

通過對那些建筑照明傳感器，二氧化碳濃度傳感器、聲音傳感器等那些組件進行布置和設計，構建無線傳感器網絡，構造出“感知-決策-控制”的智能化照明系統，改進以前的機械開關來調整照明，節約能耗[4]。

本文構建的基于Zig Bee技術的智能照明控制系統是由數據采集模塊，服務器模塊，數據顯示模塊，照明控制模塊這四個部分組成的。如圖2所示。

下面我們給出各個模塊中的具體說明：

①數據搜集模塊：是智能照明控制系統做出決策的依據，該模塊采用光強度傳感器，紅外線傳感器以及CO2 傳感器來手機企業建筑物的環境數據，再利用這些數據預定無線技術，利用無線技術協議對Zig Bee協調器進行信息發送，Zig Bee協調器根據接受到的信號進行網關，網關發送數據到服務器，服務器根據現實的數據進行實時判斷，然后提供最佳的照明方案。

②服務器模塊：這個模塊是控制系統的核心。它的功能是數據庫服務器和WEB 服務器二者結合而成的。這個模塊是控制系統的決策系統，也是信息采集系統。它為照明系統實現通信服務。數據服務器能夠安全可靠的增加、刪除和修改傳感器的操作，是根據實時的燈具狀態和環境信息所決定的。WEB服務器的它主要是為當前的實時情況生成一個文件，為管理員提供文件說明當前的狀態，該服務的通信服務是7天24小時的服務。它主要是接受和發送控制系統的命令，zig通過網關傳輸信息給通信服務器，通信服務器接受消息，對消息解碼，傳輸，最后放幀指令，實現控制系統的通信，進行控制系統的實現。

③數據展示模塊：這一模塊是運行商的登錄管理模塊，這個模塊運營商課進行遠程登錄，這樣就可以便于運行商實時觀察企業建筑物的照明情況，并且對這些功能還能及時的進行操作。

④照明燈具控制模塊：是實時控制燈的一個模塊，這個模塊為燈具要穩定電流和電壓，根據實時控制決策要對燈具的亮度實時可調。

4 總結

隨著社會的發展，以及CBD的建設，大型企業生活群體的慢慢擴大，大型企業照明資源浪費的問題已經迫在眉睫，為了解決大型企業高明資源浪費，本文基于Zig Bee技術對現有的大型企業辦公照明控制系統進行了改進，實現了節約能源、不影響照明的無線控制系統。

參考文獻：

[1]楊世江.基于ZigBee和GPRS技術的智能照明控制系統的研究與實現[D].吉首大學，2015.

[2]王剛剛，楊燕，王正.基于物聯網的企業大型儀器設備電源控制系統研究（二）[J].林業機械與木工設備，2016， 44（4）：16-20.

[3]蕭曉栩.基于ZigBee的智能家居系統研究與設計[J].電子世界， 2016（14）：193.

[4]宋勇，項淑俊，黃小偉，等.基于CC2530的智能照明控制系統設計[J].科技視界，2016（17）：9.