專利名稱：一種基于安卓智能手機的燈光控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及智能控制技術領域，尤其是涉及一種基于安卓智能手機的燈光控制系統。
背景技術：
隨著經濟與科技的飛速發展，生活水平的不斷提高，人們對智能化家居生活的需求也在逐漸提高；便捷，舒適，智能化的現代生活方式也被越來越多的人所認可和推崇。其中，照明作為整個家居的基礎部分，人性化的燈光設計和節能環保的照明燈具，通過智能化控制實現各種燈光情景的變換，可以充分讓人們享受到物聯網科技帶來的輕松，舒適，愉悅的新生活體驗，智能化控制各種燈光的系統解決方案，正急切成為人們新的需求。
發明內容
本發明為克服上述的不足之處，目的在于提供一種基于安卓智能手機的燈光控制系統，該系統不需外配遙控器，能夠實現無線的便捷控制，并提供燈光開關、亮度調節、燈光場景模式切換等多種智能化操作和管理，可根據環境照明要求快速切換，使得環境照明更綠色環保，舒適和智能，解決了現有技術中存在的問題。本發明是通過以下技術方案達到上述目的一種基于安卓智能手機的燈光控制系統，其特征在于包括安卓智能手機應用控制端，Wifi協議轉換器，ZigBee智能終端控制器； 安卓智能手機應用控制端通過TCP/IP通信協議接口與Wifi協議轉換器進行通信，Wifi協議轉換器采用ZigBee網絡無線傳輸實現對ZigBee智能終端控制器多點控制。作為優選，所述的Wifi協議轉換器，包括TCP/IP數據收發模塊、數據協議轉換模塊、ZigBee數據收發模塊；TCP/IP數據收發模塊與數據協議轉換模塊，數據協議轉換模塊與ZigBee數據收發模塊相連。作為優選，ZigBee智能終端控制器包括中央處理器模塊、輸入電路、輸出電路、人體檢測輸入接口、亮度檢測輸入接口、220V交流電壓輸入接口、電源處理電路、輸出電路、 RS232通信電路、繼電器、PWM接口、220V交流電壓輸出I接口、220V交流電壓輸出2接口； ZigBee信號接收發送模塊、ADC采樣處理和復位電路集成在中央處理器模塊，人體檢測輸入接口、亮度檢測輸入接口、220V交流電壓輸入接口分別與輸入電路相連，
中央處理器模塊分別與輸入電路、RS232通信電路、輸出電路相連；輸出電路分別與 220V交流電壓輸出、繼電器、PWM接口連接，電源處理電路為各模塊提供電源。本發明的有益效果采用無線智能燈光控制系統可以顯著改善人們控制燈光的方式，提高人們的生活質量通過智能手機的無線控制方式，可以在房間的任意地點進行燈光控制；通過PWM無極調光可以便利地使室內燈光達到所需的亮度；通過預設值的多種燈光模式，可以方便快捷地實現燈光場景的切換；通過基于ZigBee的自組網控制器，可以方便地對房間燈光照明進行安裝和配置，特別適合與對已經裝修好的家居進行改造。系統實現的采用操作系統的思想來構建，采用事件輪循機制，該方法可以極大地降級系統的功耗。
圖I是基于安卓的智能燈光控制系統的結構原理圖2是安卓手機的燈光控制軟件的功能流程圖3是Wifi協議轉換器的功能模塊圖4是ZigBee終端控制器的結構原理圖5是ZigBee終端控制器中央處理模塊的功能流程圖6是ZigBee中央處理模塊初始化處理的功能流程圖7是ZigBee終端控制器的協調工作流程圖8是ZigBee終端控制器的路由工作流程圖9是ZigBee中央處理模塊處理各項事件的功能流程圖10是基于安卓手機的燈光控制系統模型圖。
具體實施例方式下面結合附圖通過實施例對本發明作進一步闡述
實施例I:如圖I所示，基于安卓的智能燈光控制系統由三個部分組成上層安卓智能手機應用控制端，中間Wifi協議轉換器部分,末端ZigBee終端控制器部分。上層控制軟件通過TCP/IP通信協議接口與Wifi協議轉換器進行通信。末端采用ZigBee網絡無線傳輸實現多點控制。如圖2所示，安卓智能手機應用控制端安裝的安卓智能手機應用控制軟件，包含系統啟動和控制界面。控制界面包括了預設的情景模式按鈕(歡迎模式，會議模式，PPT模式，衛生模式)，全關按鈕，調光按鈕及退出按鈕。通過系統設置菜單，可以連接Wifi協議轉換器。如圖3所示，所述的Wifi協議轉換器，包含TCP/IP數據收發、數據協議轉換、 ZigBee數據收發；該模塊內置了無線網絡協議IEEE802. 11協議棧，TCP/IP協議棧及 ZigBee協議棧，能夠實現ZigBee網絡數據到無線Wifi網絡之間的轉換。如圖4所示，ZigBee智能終端控制器包括中央處理模塊、人體檢測輸入接口、亮度檢測輸入接口、220V交流電壓輸入接口、輸入電路、電源處理電路、ZigBee信號接收發送模塊、ADC采樣處理和復位電路集成在中央控制器內部，輸出電路、RS232通信電路、繼電器、 PWM接口、220V交流電壓輸出I接口、220V交流電壓輸出2接口，中央處理模塊分別與輸入電路、RS232通信電路、輸出電路相連；輸入電路分別與人體檢測輸入接口、亮度檢測輸入接口、220V交流電壓輸入接口連接；輸出電路分別與220V交流電壓輸出、繼電器、PWM接口連接。中央處理模塊采用的是TI公司的CC2530模塊，CC2530是用于ZigBee和RF4CE應用的真正的片上系統解決方案。它能夠以非常低的材料成本建立強大的網絡節點，內部結合了 RF收發器、標準增強型8051CPU、系統可編程閃存、8KB RAM和其他多種功能。如圖5所示，ZigBee中央處理模塊的工作流程圖，該處理流程是基于TI公司的 Z-Stack協議棧，其主要特點就是其兼容性，完全支持IEEE 802. 15. 4/ZigBee的CC2530 片上系統解決方案。
Z-Stack采用操作系統的思想來構建，采用事件輪循機制，當各層初始化之后，系統進入低功耗模式，當事件發生時，喚醒系統，開始進入中斷處理事件，結束后繼續進入低功耗模式。如果同時有幾個事件發生，判斷優先級，逐次處理事件。這種軟件構架可以極大地降級系統的功耗。整個Z-stack的主要工作流程，大致分為系統啟動，驅動初始化，OSAL初始化和啟動，進入任務輪循幾個階段，下面將逐一詳細分析。如圖6所示，系統上電后，通過執行ZMain文件夾中ZMain. c的ZSEG int main( )函數實現硬件的初始化，其中包括關總中斷osal_int_disable ( INTS_ALL )、初始化硬件設置 HAL_B0ARD_INIT()、初始化 I/O 口 InitBoarcK 0B_C0LD )、初始化 HAL 層驅動 HalDriverInit ()、初始化 Flash 存儲、初始化 MAC 層 ZMacInit ()、分配 64 位地址 zmain_ ext_addr ()、初始化操作系統osal_init_system()等。當順利完成上述初始化時,執行 osal_start_system()函數開始運行OSAL系統。該任務調度函數按照優先級檢測各個任務是否就緒。如果存在就緒的任務則調用tasksArr []中相對應的任務處理函數去處理該事件，直到執行完所有就緒的任務。如果任務列表中沒有就緒的任務，則可以使處理器進入睡眠狀態實現低功耗。osal_start_system() 一旦執行,貝U不再返回Main ()函數。ZigBee網絡中的協調器工作流程圖如圖7所示，路由器(終端)工作流程圖如圖8 所示。在ZigBee網絡中，網絡協調器具有建立網絡，維護鄰居設備表，對邏輯網絡地址進行分配，允許設備MAC層/應用層的連接或斷開網絡的功能。對于節點之間的通信有兩種尋址方式，分別是通過64位IEEE地址和16位網絡地址來尋找網絡設備，當節點加入網絡時候，協調器會自動給其分配唯一的16位網絡地址。燈的無線控制系統要求能夠對任意一盞燈進行亮度調節，因此人工分配64位IEEE地址給每個控制器，以便進行控制。另外配置 ZigBee設備對象斷點的時候，網內的所有節點的ID和斷點描述必須相同，否則節點間不能通信。ZigBee中央處理模塊事件處理的程序流程如圖9所示，當CC2530模塊接收到控制信號之后，開始判斷處理種類，處理種類有開關燈、調光、人體檢測、亮度檢測及PWM調光， 確認處理種類之后即進行相應的動作處理，輸出相應的控制信號給輸出電路。燈光的情景模式可以預先設置，比如歡迎模式是所有的燈光全亮，這時房間達到最大亮度照度，以提供適合參觀人員參觀的燈光效果，會議模式是亮大部分的燈以進行會議內容的討論，PPT模式只亮少部分燈且亮度調節到較暗以提供適度照明且不影響PPT的播放，衛生模式只亮少部分燈以提供清潔人員日常的打掃房間照度。當不需要照明時，可以選擇All Off全關按鈕，關閉室內燈光。調光按鈕在可以對燈光進行0-100的無極連續調光，室內的燈光照度可以根據實際的使用情況做人為調整。退出按鈕則為退出本智能燈光控制系統。如圖10所示，用戶通過基于安卓操作系統的智能手機，發送燈控命令給Wifi協議轉換器，Wifi協議轉換器把基于TCP/IP協議棧的wifi信號轉換成ZigBee信號數據發送給 ZigBee終端控制器。ZigBee終端控制器經過數據處理之后發送相應的控制命令給燈組。以上的所述乃是本發明的具體實施例及所運用的技術原理，若依本發明的構想所作的改變，其所產生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時，仍應屬本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種基于安卓智能手機的燈光控制系統，其特征在于包括安卓智能手機應用控制端，Wifi協議轉換器，ZigBee智能終端控制器；安卓智能手機應用控制端通過TCP/IP通信協議接口與Wifi協議轉換器進行通信，Wifi協議轉換器采用ZigBee網絡無線傳輸實現對 ZigBee智能終 而控制器多點控制。
2.根據權利要求I所述的一種基于安卓智能手機的燈光控制系統，其特征在于所述的 Wifi協議轉換器，包括TCP/IP數據收發模塊、數據協議轉換模塊、ZigBee數據收發模塊; TCP/IP數據收發模塊與數據協議轉換模塊，數據協議轉換模塊與ZigBee數據收發模塊相連。
3.根據權利要求I所述的一種基于安卓智能手機的燈光控制系統，其特征在于 ZigBee智能終端控制器包括中央處理器模塊、輸入電路、輸出電路、人體檢測輸入接口、亮度檢測輸入接口、220V交流電壓輸入接口、電源處理電路、輸出電路、RS232通信電路、繼電器、PWM接口、220V交流電壓輸出I接口、220V交流電壓輸出2接口 ；ZigBee信號接收發送模塊、ADC采樣處理和復位電路集成在中央處理器模塊，人體檢測輸入接口、亮度檢測輸入接口、220V交流電壓輸入接口分別與輸入電路相連，中央處理器模塊分別與輸入電路、RS232通信電路、輸出電路相連；輸出電路分別與 220V交流電壓輸出、繼電器、PWM接口連接，電源處理電路為各模塊提供電源。
全文摘要
本發明涉及智能控制技術領域，尤其是涉及一種基于安卓智能手機的燈光控制系統，包括安卓智能手機應用控制端，Wifi協議轉換器，ZigBee智能終端控制器；該系統不需外配遙控器，能夠實現無線的便捷控制，并提供燈光開關、亮度調節、燈光場景模式切換等多種智能化操作和管理，可根據環境照明要求快速切換，使得環境照明更綠色環保，舒適和智能，解決了現有技術中存在的問題。
文檔編號H04W84/18GK102612214SQ20121004323
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月24日 優先權日2012年2月24日
發明者俞青松, 周巧玲, 夏慶來, 章良月, 胡承建, 莫靈敏, 陳晨 申請人:杭州意博高科電器有限公司