一种基于GSM和ZigBee网络的可远程控制的自适应调光系统的制作方法

本实用新型涉及一种家庭智能辅助设备，尤其是一种基于GSM和ZigBee网络的可远程控制的自适应调光系统。

背景技术：

目前城乡家庭中，大多数家庭使用的照明设备的控制方式过于单一以及布线过于复杂、成本较高，而且信息的传递稳定性低。面对人们现实生活中的切实需求问题，新型照明控制方式的研发是一大潜在的发展方向。

技术实现要素：

本实用新型的设计目的在于提供一种基于GSM和ZigBee网络的可远程控制的自适应调光系统，解决了传统家庭智能照明系统中布线繁琐、成本较高的问题；并且通过合理的方式进行布点，解决了Zigbee网络内网关与各个节点之间信号传输问题，因此该系统的信息传输稳定性较高。

为了实现上述设计目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于GSM和ZigBee网络的可远程控制的自适应调光系统，包括灯具节点、ZigBee无线数传网络、ZigBee-GSM网关和移动终端，所述ZigBee无线数传网络包括多个ZigBee模块，所述灯具节点、ZigBee无线数传网络和ZigBee-GSM网关设置在家庭内，灯具节点将获取的环境信息通过ZigBee无线数传网络传递到ZigBee-GSM网关；ZigBee-GSM网关用于将所述环境信息进行格式转换后传递至移动终端，及将来自移动终端的开/关灯具的控制指令信息进行格式转换后通过ZigBee无线数传网络传递至灯具节点。

进一步地，所述灯具节点包括灯具、光敏传感器、红外传感器，灯具、光敏传感器和红外传感器通过有线的方式与ZigBee模块相连接，光敏传感器对房间光照强度信息进行采集，红外传感器用于实时监测是否有人进入监控区域。

所述ZigBee-GSM网关包括MCU、Zigbee模块和GSM模块，其中MCU转换通过Zigbee模块所接收的环境信息的格式后通过GSM模块将转换格式后的环境信息传递至GSM模块，并再通过GSM模块接收移动终端给出的指令并进行指令信息的格式转换后，通过ZigBee模块向灯具发送开/关灯具的控制指令。

优选地，所述的Zigbee模块包括Zigbee片上系统和射频收发前端，所述的射频收发前端内集成有功率放大器，Zigbee片上系统接收来自光敏传感器和红外传感器的环境信息，并由射频收发前端发送射至网关。

优选地，光敏传感器和红外传感器采用3.3V锂电池进行供电。

优选地，灯具节点还包括AD转换模块，光敏传感器将采集的光照强度模拟信号传输给AD转换模块，经过AD转换模块转换成数字信号后输出给MCU，MCU判断光照强度，根据不同的等级输出占空比不同的PWM信号，实现灯具自适应调光。

优选地，灯具节点还包括变压器，变压器用于将220家庭用电降压为光敏传感器和红外传感器所需的3.3V电压。

优选地，所述的Zigbee-GSM网关还包括电压转换模块，Zigbee-GSM网关通过电压转换模块连接220V市电，电压转换模块将220V市电转换为Zigbee-GSM网关需要的12V工作电压。

优选地，所述光敏传感器，包括光敏电阻，所述光敏电阻的制作材料采用硫化镉或硒或硫化铝或硫化铅或硫化铋。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的自适应调光系统具有以下有益效果：

1)所述自适应调光系统包括灯具节点、ZigBee无线数传网络、ZigBee-GSM网关和移动终端。通过ZigBee无线数传网络解决了传统环境监测系统中布线繁琐、成本较高的问题；并且通过合理的方式进行布点，解决了Zigbee网络内网关与各个节点之间信号传输问题，因此该系统的信息传输稳定性较高；通过移动终端作为一种远程控制端，操作人员可以进行远程监测和控制，且控制方式方便、灵活。

2)所述的Zigbee模块包括Zigbee片上系统和射频收发前端，所述的射频收发前端内集成有功率放大器，传感器的信息发送至Zigbee片上系统，经处理后由射频收发前段进行发送射至网关。Zigbee模块中在传统Zigbee片上系统的基础上增加了射频收发前端，并且集成有功率放大器，使得Zigbee终端的输出功率和信号的传输距离，克服了不同环境下对信号传输造成的不良影响。

3)Zigbee-GSM网关采用220V供电，使用适配器转换为12V正常工作电压，传感器节点采用的是3.3V工作电压，保证了网关和传感器节点的使用稳定性。

4)灯具采用PWM自适应调光，达到了节约用电的目的。

5)所述灯具节点包括红外感应器，用于实施监测是否有人进入监控区域，方便无需手动开启灯具。

附图说明

图1为基于GSM和ZigBee网络的可远程控制的自适应调光系统的总体结构图。

图2为所述灯具节点的结构图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

请参阅图1，图1仅仅是一个示意性的结构展示，不代表设备的具体结构。一种基于GSM和ZigBee网络的可远程控制的自适应调光系统，包括灯具节点、ZigBee无线数传网络、ZigBee-GSM网关和移动终端，所述ZigBee无线数传网络包括多个ZigBee模块，所述灯具节点、ZigBee无线数传网络和ZigBee-GSM网关设置在家庭内，灯具节点将获取的环境信息通过ZigBee无线数传网络传递到ZigBee-GSM网关；ZigBee-GSM网关用于将所述环境信息进行格式转换后传递至移动终端，及将来自移动终端的开/关灯具的控制指令信息进行格式转换后通过ZigBee无线数传网络传递至灯具节点。

这里灯具节点、ZigBee无线数传网络、ZigBee-GSM网关和移动终端构成闭环控制系统，在实际使用过程中用户可以操作移动端软远程控制灯具开关以及查询灯具的状态信息，包括灯具的照明时间、亮度和色温等等。另外，该系统中采用ZigBee无线数传网络进行数据、指令等信息的传输，主要是因为ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，具有低复杂度、自组织、低数据率、低成本等特点，并且具有良好的扩容性。

如图2所示，为灯具节点的结构示意图，并不代表灯具节点的具体结构图。灯具节点包括灯具、光敏传感器、红外传感器，其中灯具、光敏传感器和红外传感器通过有线的方式与ZigBee模块相连接，光敏传感器对房间光照强度信息进行采集，红外传感器用于实时监测是否有人进入监控区域。

光敏传感器收集当前环境的光照信息，红外传感器用来感应当前环境是否有人进入，当室内环境比较暗同时有人进入当前环境时，MCU就会发出开启灯具的指令来控制灯具智能开启，灯具具有智能开启功能能够极大方便人们的生活。

所述ZigBee-GSM网关包括MCU、Zigbee模块和GSM模块，其中MCU转换通过Zigbee模块所接收的环境信息的格式后通过GSM模块将转换格式后的环境信息传递至GSM模块，并再通过GSM模块接收移动终端给出的指令并进行指令信息的格式转换后，通过ZigBee模块向灯具发送开/关灯具的控制指令。

考虑到不同环境下信号传输稳定性问题，所述的Zigbee模块包括Zigbee片上系统和射频收发前端，同时射频收发前端内集成有功率放大器，传感器的信息发送至Zigbee片上系统，经处理后由射频收发前段进行发送射至网关，因此能够克服不同环境下对信号传输造成的不良影响。

灯具节点还包括AD转换模块，灯具亮度采用PWM技术进行自适应调控，由光敏传感器发出模拟信号给AD转换模块，经过AD转换模块转换成数字信号，由MCU判断当前的环境光的强度，根据不同的等级输出占空比不同的PWM信号，实现灯具自适应调光。具有自适应调光功能的灯具能够根据当前环境光照度情况对灯具的光强做出相应的自动调整，进而使当前处于一个比较舒适的光强环境下，此设计实现了两种有益效果，首先使处于该环境中的人感官上比较舒适，其次达到了节约用电的目的。

作为一种实施方式，光敏传感器和红外传感器所需供电电压为3.3V，采用3.3V锂电池进行供电。作为另一种实施方式，灯具节点中设置变压器，通过变压器将220家庭用电降压为光敏传感器和红外传感器所需的3.3V电压。

一般地，所述的Zigbee-GSM网关，还包括电压转换模块，Zigbee-GSM网关工作电压为12V，Zigbee-GSM网关通过电压转换模块连接220V市电，电压转换模块将220V市电转换为Zigbee-GSM网关需要的12V工作电压。

作为一种优选的实施方案，所述光敏传感器，包括光敏电阻，此光敏电阻的制作材料采用硫化镉/硒/硫化铝/硫化铅/硫化铋。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术方案的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，对以上实例进行简单修改、同等变换，均涵盖在本实用新型的保护范围内。