中心議題：

• 智能家居照明係統方案
• 2.4G模塊
• 智能家居照明控製設計

隨著科技的發展
，越來越多的自動化、智(zhi)能(neng)化(hua)的(de)產(chan)品(pin)進(jin)入(ru)到(dao)人(ren)們(men)的(de)生(sheng)活(huo)，智(zhi)能(neng)家(jia)居(ju)正(zheng)逐(zhu)漸(jian)取(qu)代(dai)傳(chuan)統(tong)家(jia)居(ju)
，成(cheng)為(wei)一(yi)種(zhong)行(xing)業(ye)發(fa)展(zhan)潮(chao)流(liu)。智(zhi)能(neng)家(jia)居(ju)照(zhao)明(ming)係(xi)統(tong)作(zuo)為(wei)智(zhi)能(neng)家(jia)居(ju)係(xi)統(tong)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)子(zi)係(xi)統(tong)，具(ju)有(you)高(gao)效(xiao)節(jie)能(neng)、管理簡單、控製多樣、成本較低和容易進入市場的優勢。本文對麵向智能家居的智能照明係統進行研究和開發，完成了一種單片機控製的、低成本的智能家居照明係統。

1.概述

zhinengjiajuzhaomingxitonglishuyuzhinengjiajuzhongdeyigezixitong，yekeyidandushiyong。zhinengjiajuzhaomingxitongnengkongzhibutongshenghuoquyubutongchanghedegezhongzhaomingxiaoguoqingsongjiejuejiajujienengwenti、提(ti)高(gao)生(sheng)活(huo)品(pin)質(zhi)。生(sheng)活(huo)中(zhong)常(chang)常(chang)遇(yu)到(dao)這(zhe)樣(yang)的(de)問(wen)題(ti)，當(dang)在(zai)客(ke)廳(ting)中(zhong)看(kan)電(dian)視(shi)或(huo)讀(du)書(shu)時(shi)並(bing)不(bu)需(xu)要(yao)太(tai)強(qiang)烈(lie)的(de)照(zhao)明(ming)光(guang)線(xian)不(bu)得(de)不(bu)關(guan)掉(diao)客(ke)廳(ting)大(da)燈(deng)開(kai)啟(qi)光(guang)線(xian)相(xiang)對(dui)較(jiao)暗(an)用(yong)於(yu)滿(man)足(zu)看(kan)電(dian)視(shi)或(huo)讀(du)書(shu)需(xu)要(yao)的(de)其(qi)他(ta)燈(deng)具(ju)。為(wei)了(le)滿(man)足(zu)不(bu)同(tong)場(chang)合(he)的(de)照(zhao)明(ming)要(yao)求(qiu)，需(xu)要(yao)安(an)裝(zhuang)多(duo)種(zhong)燈(deng)具(ju)，這(zhe)給(gei)燈(deng)具(ju)控(kong)製(zhi)帶(dai)來(lai)極(ji)大(da)的(de)不(bu)方(fang)便(bian)，智(zhi)能(neng)照(zhao)明(ming)係(xi)統(tong)能(neng)輕(qing)鬆(song)解(jie)決(jue)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)。隻(zhi)要(yao)按(an)下(xia)手(shou)中(zhong)的(de)遙(yao)控(kong)器(qi)就(jiu)能(neng)換(huan)轉(zhuan)場(chang)景(jing)燈(deng)光(guang)照(zhao)明(ming)。

智能家居照明係統控製方式的解決方案分為有線方式和無線方式。有線方式包括電力線載波的X-10 和CEBUS、電話線方式的HomePNA、以太網方式IEEE802.3 以及專用總線方式的LONWORKS 和IEEE1394 等等。其中用電力線作為網絡信息的傳輸介質的優點是：不需要另外布設電纜，降低施工難度；缺點是傳輸速率隻有300Kbps,難以滿足視頻和音頻信號的傳輸，保密性差，接入設備昂貴等。無線方式包括紅外線方式的IrDA
、無線局域網方式的IEEE802.11 係列
、家庭射頻技術的HomeRF、藍牙的IEEE802.15.1、ZigBee 的IEEE802.15.4 等等。

無線方式解決了布線的難題，同時也能滿足視頻和音頻信號的傳輸。本文以2.4G 射頻技術為基礎介紹一種智能家居照明係統。

2.係統方案

係統方案框圖如圖1 所示。本方案采用STC12C5A08AD 作為MCU控製器，STC12C5A08AD 是宏晶科技公司最新一代單片機，采用第6 代保密技術

，程序燒寫後無法解密，增強了保密功能。速度比普通的8051單片機快8~12 倍
，內建4 個16 位定時器，功耗比較低。MCU 的(de)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)通(tong)過(guo)光(guang)耦(ou)控(kong)製(zhi)可(ke)控(kong)矽(gui)來(lai)控(kong)製(zhi)燈(deng)具(ju)的(de)明(ming)亮(liang)程(cheng)度(du)，在(zai)強(qiang)電(dian)控(kong)製(zhi)接(jie)口(kou)加(jia)有(you)電(dian)流(liu)檢(jian)測(ce)回(hui)路(lu)
，檢(jian)測(ce)強(qiang)電(dian)電(dian)流(liu)的(de)大(da)小(xiao)
，用(yong)作(zuo)檢(jian)測(ce)反(fan)饋(kui)。通(tong)訊(xun)方(fang)式(shi)采(cai)用(yong)2.4G 無線通信模塊，無需布線，降低成本
，控製方式靈活
，遙控範圍廣，通訊速度快。本方案一共可以控製12 路燈具，適用於家庭照明控製。

圖1 係統方案框圖

3.  2.4G 模塊

目前用於2.4GHz 通訊的通用芯片常見的有挪威Nordic 公司的nRF2401 無線芯片模組
，以色列RFWave 公司的RFW102 無線芯片模組等[5].根據設計需求及成本考慮
，本設計中采用Nordic 公司的nRF2401進行無線數據傳輸。
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nRF2401 是一個單片無線收發一體芯片
，工作在2.4GHz ISM 頻段，完全集成功率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調整電路。采用QFN24 5×5 毫米封裝，應用電路使用外圍元件少（見圖2）；采用FSK 調製方式，125 個頻道
，能滿足多頻及跳頻需要；傳輸速率高達1Mbps,具有高數據吞吐量；功耗低
，電源電壓1.9V~3.6V 滿足低功耗設計需要；芯片內部設有專門穩壓電路

，使用各種電源包括DC/DC 開關電源均有較好的通信效果。

圖2 2.4G 通訊電路

4.照明控製

常用的調光方法有：脈衝寬度調製（PWM）調光法
、改變半橋逆變器供電電壓調光法

、脈衝調頻調光法、脈衝調相調光法和可控矽相控調光法。可控相控調光法具有體積小、價格合理和調光功率範圍寬等優點，本係統最終采用可控矽相控調光來調節燈具的明亮程度。

yingyongkekongguixiangkongyuanli
，tongguokongzhikekongguidedaotongjiao，jiangdianwangshurudezhengxianbodianyazhandiaoyibufen，yijiangdishuchudianyadepingjunzhi
，dadaokongzhidengjugongdiandianya，congershixiantiaoguang。kekongguixiangkongtiaoguangduizhaomingxitongdedianyatiaojiesudukuai，tiaoguangjingdugao，tiaoguangcanshukeyifenshiduanshishitiaozheng。youyutiaoguangdianluzhuyaoshidianziyuanjianzucheng，xiangduilaishuotijixiao、設備質量輕、成本低。
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可控矽相控調光電路如圖3 所示。單片機的控製信號經74HC04反相後送到光耦MOC3023,光電隔離後輸入到可控矽T16C6F 的控製極，控製可控矽的導通角，實現調光。

圖3 可控矽相控調光電路

5.結束語

基於單片機控製的智能家居照明係統，具有成本低、開發時間短

、安裝維護方便、容rong易yi滿man足zu客ke戶hu不bu同tong需xu求qiu等deng優you點dian，市shi場chang前qian景jing廣guang闊kuo。目mu前qian我wo國guo的de消xiao費fei水shui平ping並bing不bu高gao，對dui於yu係xi統tong龐pang大da的de高gao檔dang智zhi能neng家jia居ju需xu求qiu並bing不bu大da，而er智zhi能neng家jia居ju照zhao明ming係xi統tong的de低di成cheng本ben，在zai家jia居ju市shi場chang上shang應ying用yong越yue來lai越yue廣guang泛fan。本ben文wen介jie紹shao的de基ji於yu單dan片pian機ji控kong製zhi的de智zhi能neng家jia居ju照zhao明ming係xi統tong具ju有you一yi定ding的de市shi場chang推tui廣guang價jia值zhi。