基于Zig Bee技術(shù)的企業(yè)照明控制系統(tǒng)研究

陳雪軍

摘 要：首先對當前企業(yè)的照明控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀進行分析，基于現(xiàn)狀以及存在的不足，提出利用Zig Bee技術(shù)對企業(yè)辦公照明的控制系統(tǒng)進行改進，達到對企業(yè)辦公照明節(jié)能、環(huán)保的目標。

關(guān)鍵詞：Zig Bee技術(shù)；企業(yè)照明控制；控制系統(tǒng)

1 緒論

伴隨著現(xiàn)在社會的發(fā)展和科技的進步，無線傳輸信號已經(jīng)深入到人門的生活中了，并且已經(jīng)把有線傳輸信號發(fā)射機取代了，并且應(yīng)用到了越來越多的領(lǐng)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(jiān)控的重點對象，照明系統(tǒng)的怎么進行管理，如何使照明的耗能最低？都是當前物業(yè)和能源管理的一個難點[1]。在現(xiàn)代化，多元化的照明社會中，人們不僅關(guān)注照明所帶來的便利，而且也開始關(guān)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(xiàn)在建筑能耗中排名第二[2]?，F(xiàn)在國內(nèi)企業(yè)和大型的建筑物都采用的視聲控、節(jié)能燈的方式進行降低能耗，在大型企業(yè)的辦公樓里采取的節(jié)能方式就是節(jié)能燈和標語，這些建筑節(jié)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(jié)能，不然不能達到節(jié)能的目的。傳統(tǒng)的大型企業(yè)照明存在很多缺點，很難適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)照明舒適性和節(jié)能的要求。大型企業(yè)照明的照明效率非常低?；赯ig Bee技術(shù)和節(jié)能管理的需求，照明控制系統(tǒng)將取代傳統(tǒng)的有線照明開關(guān)，將智能照明系統(tǒng)的進行普及，以至于便利人們的生活和企業(yè)的能耗的降低，因此提高了目前大型企業(yè)照明資源浪費的現(xiàn)狀。

2 Zig Bee 技術(shù)

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(wǎng)絡(luò)和無線控制。 Zig Bee技術(shù)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(wǎng)絡(luò)協(xié)議，目的在于實現(xiàn)自動化和無線控制。此控制系統(tǒng)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(jù)計算的方式得出傳輸?shù)淖畲缶嚯x一般情況下是30米。和其他的一些無線控制技術(shù)相比，比如說藍牙控制技術(shù)，Wi-Fi控制技術(shù)，超寬帶技術(shù)和其他無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。Zig Bee在現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境中有很大的優(yōu)勢，即在低速傳輸和高網(wǎng)絡(luò)容量的環(huán)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(tǒng)互連）模型架構(gòu)主要有物理（PHY）層，數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用接口層和應(yīng)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(wù)接口一個層次。 如圖1所示。

3 企業(yè)智能照明控制系統(tǒng)的總體設(shè)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(shè)計，構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)造出“感知-決策-控制”的智能化照明系統(tǒng)，改進以前的機械開關(guān)來調(diào)整照明，節(jié)約能耗[4]。

本文構(gòu)建的基于Zig Bee技術(shù)的智能照明控制系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)采集模塊，服務(wù)器模塊，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)搜集模塊：是智能照明控制系統(tǒng)做出決策的依據(jù)，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(yè)建筑物的環(huán)境數(shù)據(jù)，再利用這些數(shù)據(jù)預(yù)定無線技術(shù)，利用無線技術(shù)協(xié)議對Zig Bee協(xié)調(diào)器進行信息發(fā)送，Zig Bee協(xié)調(diào)器根據(jù)接受到的信號進行網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)現(xiàn)實的數(shù)據(jù)進行實時判斷，然后提供最佳的照明方案。

②服務(wù)器模塊：這個模塊是控制系統(tǒng)的核心。它的功能是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和WEB 服務(wù)器二者結(jié)合而成的。這個模塊是控制系統(tǒng)的決策系統(tǒng)，也是信息采集系統(tǒng)。它為照明系統(tǒng)實現(xiàn)通信服務(wù)。數(shù)據(jù)服務(wù)器能夠安全可靠的增加、刪除和修改傳感器的操作，是根據(jù)實時的燈具狀態(tài)和環(huán)境信息所決定的。WEB服務(wù)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(tài)，該服務(wù)的通信服務(wù)是7天24小時的服務(wù)。它主要是接受和發(fā)送控制系統(tǒng)的命令，zig通過網(wǎng)關(guān)傳輸信息給通信服務(wù)器，通信服務(wù)器接受消息，對消息解碼，傳輸，最后放幀指令，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的通信，進行控制系統(tǒng)的實現(xiàn)。

③數(shù)據(jù)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(yè)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(wěn)定電流和電壓，根據(jù)實時控制決策要對燈具的亮度實時可調(diào)。

4 總結(jié)

隨著社會的發(fā)展，以及CBD的建設(shè)，大型企業(yè)生活群體的慢慢擴大，大型企業(yè)照明資源浪費的問題已經(jīng)迫在眉睫，為了解決大型企業(yè)高明資源浪費，本文基于Zig Bee技術(shù)對現(xiàn)有的大型企業(yè)辦公照明控制系統(tǒng)進行了改進，實現(xiàn)了節(jié)約能源、不影響照明的無線控制系統(tǒng)。

參考文獻：

[1]楊世江.基于ZigBee和GPRS技術(shù)的智能照明控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].吉首大學(xué)，2015.

[2]王剛剛，楊燕，王正.基于物聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)大型儀器設(shè)備電源控制系統(tǒng)研究（二）[J].林業(yè)機械與木工設(shè)備，2016， 44（4）：16-20.

[3]蕭曉栩.基于ZigBee的智能家居系統(tǒng)研究與設(shè)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(tǒng)設(shè)計[J].科技視界，2016（17）：9.