基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計

1、我們畢業(yè)啦 其實是答辯的標(biāo)題地方,基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明控制 系統(tǒng)設(shè)計,背景和需求,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,CONTANTS,相關(guān)背景,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,安防報警,環(huán)境控制,家庭網(wǎng)關(guān),照明控制,電器控制,HOUSE,日程管理,門禁控制,比爾蓋茨的智能家居示意圖,相關(guān)背景,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,海爾家居 U-home 網(wǎng)絡(luò)拓撲圖,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,實用性差 價格居高不下 安全問題 行業(yè)標(biāo)準與規(guī)范不統(tǒng)一,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,

2、預(yù)期效果,智能照明技術(shù)的發(fā)展,滿足生活需求 多以開關(guān)控制為主 功能簡單、安裝便宜、互換性好 大范圍使用布線復(fù)雜 容易造成電能浪費,定時開關(guān)燈控制,遠程實時監(jiān)控,數(shù)據(jù)采集管理,LED燈定時調(diào)光,燈具故障檢測報警,路燈線路防盜報警,1,2,3,6,5,4,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,應(yīng)用層,感知層,傳輸層,智能照明系統(tǒng)的構(gòu)成,控制燈具光強、開閉、顏色,環(huán)境數(shù)據(jù)的采集，包括室內(nèi)光強、溫度、判斷是否有物體靠近 人體一些基本參數(shù)的確定，比如心率,采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)進行家居內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,智能照明系統(tǒng)的基本功

3、能,照明功能,節(jié)能功能,生理情緒調(diào)節(jié)功能,家居照明環(huán)境氛圍的控制與設(shè)定,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,之物理效應(yīng) 心理情緒與色彩的關(guān)系分析,色彩的溫度效應(yīng),色彩的距離效應(yīng),重量體積效應(yīng),之心理效應(yīng) 心理情緒與色彩的關(guān)系分析,紅色 典型的暖色調(diào) 熱情、自信、血腥、暴力,橙色 同樣屬于暖色調(diào) 坦率、健康促進食欲,綠色 不冷不暖色調(diào) 積極、平靜、安心,藍色 冷色調(diào) 廣闊、深邃,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,情緒檢測與生理參數(shù)關(guān)系分析,生理情緒采集與人體心率的關(guān)系 之負面情緒與人體心率關(guān)系圖,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系

4、統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,燈光控制器功能需求與設(shè)計,系統(tǒng)檢測到人次靠近或離開，自動打開或關(guān)閉燈具 根據(jù)室內(nèi)光強，調(diào)節(jié)照明燈具光強 根據(jù)室溫和人體心率對背景燈顏色進行調(diào)節(jié),室內(nèi)閱讀或看電視對光照強度的要求苛刻 忘記關(guān)閉照明燈造成浪費 傍晚找不到電源開關(guān) 室內(nèi)燈光顏色單一,/ 11,14,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,參數(shù),方式,無線通信方式的分析和比較,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,智能照明控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,系

5、統(tǒng)硬件設(shè)計架構(gòu)圖,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,傳感器電路設(shè)計,DS18B20 電路圖,溫度傳感器,體積較小 硬件成本低廉 精度高 測量范圍：- 55 - 125 轉(zhuǎn)換時間：94ms 分辨率：0.5 該款傳感器為單總線式數(shù)字傳感器，可以直接讀取當(dāng)前溫度的準確值，且為單總線式，使用時只需直接與微控制器相連就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入 。,特點,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,傳感器電路設(shè)計,光敏傳感器,光強與光敏電阻阻值關(guān)系表,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,傳感器電路設(shè)計,APDS 接口電路,心率傳感器,

6、在傳感器模塊中內(nèi)置有可以穿透進入人體皮膚下層毛細血管的光線發(fā)射器，當(dāng)心臟通過收縮把富含氧的血液壓入人體的動脈，最后進入毛細血管，血液的顏色會發(fā)生周期性的變化，不同顏色對于光線的反射是不同的，傳感器內(nèi)置有反射管線的接收器就能夠檢測出這一周期性變化，從而就可以測算出心臟的收縮頻率，也就可以測出心率了。,工作原理,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,傳感器電路設(shè)計,人體紅外模塊,紅外探測器,紅外探測器是靠探測人體發(fā)射的紅外線來進行工作的。探測器收集外界的紅外輻射進而聚集到紅外傳感器上。紅外傳感器通常采用熱釋電元件，這種元件在接收了紅外輻射溫度發(fā)出變化時就會向外釋放電荷，檢

7、測處理后產(chǎn)生報警。,工作原理,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,燈光控制器的設(shè)計,主照明燈光調(diào)光控制的設(shè)計 高亮度、暖白色的 LED 光源 功率為 10W，低于普通白熾燈 能夠通過主控進行調(diào)光,背景燈的顏色控制的設(shè)計 主動控制是指用戶能夠通過自己的需求對于光源的顏色進行控制調(diào)節(jié) 被動控制指的是主控器通過傳感器對室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)和人體的生理參數(shù)進行判斷，然后對室內(nèi)的背景燈的顏色進行調(diào)節(jié),需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,藍牙通信電路的設(shè)計,手機 平板,藍牙通信模塊 很多設(shè)備都配有藍牙通信模塊，這就減少了硬件改造的費用。 因為 ZigBee

8、 傳輸模塊占用了主控芯片的串口通信接口，所以藍牙模塊通信采用軟串口的方式與主控芯片進行通信。,環(huán)境參數(shù),生理參數(shù),需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,數(shù)據(jù)傳輸流程圖,對數(shù)據(jù)包的格式進行定義，其規(guī)定的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)為： 人體心率+環(huán)境溫度+光照強度+背景燈顏色#,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,主控器完成初始化 對于外圍電路中的設(shè)備進行初始化 主控器的程序進入主循環(huán)程序（該程序主要包括調(diào)光平臺與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信和主照明燈的控制以及背景燈的控制）,主控中心軟件設(shè)計流程圖,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,燈

9、光控制器軟件設(shè)計,/ 11,28,主照明燈具軟件設(shè)計,采集人體紅外傳感器數(shù)值，當(dāng)有人進入檢測范圍，則打開主照明燈,保持亮 20 秒后，繼續(xù)讀取傳感器的數(shù)值，若仍探測有人處于檢測范圍內(nèi)則保持燈亮，否則關(guān)閉主照明燈,在主照明燈處于打開狀態(tài)下，對于光敏傳感器的值進行判斷，進而控制主照明燈的亮度,開,控,制,關(guān),亮,控,制,度,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期效果,燈光控制器軟件設(shè)計,采集人體紅外傳感器數(shù)值，當(dāng)有人進入檢測范圍，則打開背景燈,當(dāng)測得人體心率處在非正常狀態(tài)時，分析心率值，大于正常范圍，背景燈調(diào)為淡藍色；小于正常范圍則調(diào)為番茄色,打開狀態(tài)讀取心率傳感器的值，當(dāng)處于正常范圍內(nèi)，讀取溫度傳感器的值，當(dāng)大于 24 時，背景燈調(diào)為青色；當(dāng)小于 24 則調(diào)為橙色,背景燈軟件設(shè)計,顏色控制,開關(guān)控制,需求分析,系統(tǒng)的總體設(shè)計,系統(tǒng)硬件設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計,預(yù)期成果,PC界面,手機監(jiān)控界面,A,C,D