專利名稱：一種基于安卓智能手機(jī)的燈光控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于安卓智能手機(jī)的燈光控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)與科技的飛速發(fā)展，生活水平的不斷提高，人們對(duì)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(xiàn)代生活方式也被越來越多的人所認(rèn)可和推崇。其中，照明作為整個(gè)家居的基礎(chǔ)部分，人性化的燈光設(shè)計(jì)和節(jié)能環(huán)保的照明燈具，通過智能化控制實(shí)現(xiàn)各種燈光情景的變換，可以充分讓人們享受到物聯(lián)網(wǎng)科技帶來的輕松，舒適，愉悅的新生活體驗(yàn)，智能化控制各種燈光的系統(tǒng)解決方案，正急切成為人們新的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(jī)的燈光控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)不需外配遙控器，能夠?qū)崿F(xiàn)無線的便捷控制，并提供燈光開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)、燈光場(chǎng)景模式切換等多種智能化操作和管理，可根據(jù)環(huán)境照明要求快速切換，使得環(huán)境照明更綠色環(huán)保，舒適和智能，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的一種基于安卓智能手機(jī)的燈光控制系統(tǒng)，其特征在于包括安卓智能手機(jī)應(yīng)用控制端，Wifi協(xié)議轉(zhuǎn)換器，ZigBee智能終端控制器； 安卓智能手機(jī)應(yīng)用控制端通過TCP/IP通信協(xié)議接口與Wifi協(xié)議轉(zhuǎn)換器進(jìn)行通信，Wifi協(xié)議轉(zhuǎn)換器采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線傳輸實(shí)現(xiàn)對(duì)ZigBee智能終端控制器多點(diǎn)控制。作為優(yōu)選，所述的Wifi協(xié)議轉(zhuǎn)換器，包括TCP/IP數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、ZigBee數(shù)據(jù)收發(fā)模塊；TCP/IP數(shù)據(jù)收發(fā)模塊與數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊與ZigBee數(shù)據(jù)收發(fā)模塊相連。作為優(yōu)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(cè)輸入接口、亮度檢測(cè)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(hào)接收發(fā)送模塊、ADC采樣處理和復(fù)位電路集成在中央處理器模塊，人體檢測(cè)輸入接口、亮度檢測(cè)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(fā)明的有益效果采用無線智能燈光控制系統(tǒng)可以顯著改善人們控制燈光的方式，提高人們的生活質(zhì)量通過智能手機(jī)的無線控制方式，可以在房間的任意地點(diǎn)進(jìn)行燈光控制；通過PWM無極調(diào)光可以便利地使室內(nèi)燈光達(dá)到所需的亮度；通過預(yù)設(shè)值的多種燈光模式，可以方便快捷地實(shí)現(xiàn)燈光場(chǎng)景的切換；通過基于ZigBee的自組網(wǎng)控制器，可以方便地對(duì)房間燈光照明進(jìn)行安裝和配置，特別適合與對(duì)已經(jīng)裝修好的家居進(jìn)行改造。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的采用操作系統(tǒng)的思想來構(gòu)建，采用事件輪循機(jī)制，該方法可以極大地降級(jí)系統(tǒng)的功耗。


圖I是基于安卓的智能燈光控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖2是安卓手機(jī)的燈光控制軟件的功能流程圖3是Wifi協(xié)議轉(zhuǎn)換器的功能模塊圖4是ZigBee終端控制器的結(jié)構(gòu)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(xié)調(diào)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(xiàng)事件的功能流程圖10是基于安卓手機(jī)的燈光控制系統(tǒng)模型圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述
實(shí)施例I:如圖I所示，基于安卓的智能燈光控制系統(tǒng)由三個(gè)部分組成上層安卓智能手機(jī)應(yīng)用控制端，中間Wifi協(xié)議轉(zhuǎn)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(xié)議接口與Wifi協(xié)議轉(zhuǎn)換器進(jìn)行通信。末端采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線傳輸實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)控制。如圖2所示，安卓智能手機(jī)應(yīng)用控制端安裝的安卓智能手機(jī)應(yīng)用控制軟件，包含系統(tǒng)啟動(dòng)和控制界面?？刂平缑姘祟A(yù)設(shè)的情景模式按鈕(歡迎模式，會(huì)議模式，PPT模式，衛(wèi)生模式)，全關(guān)按鈕，調(diào)光按鈕及退出按鈕。通過系統(tǒng)設(shè)置菜單，可以連接Wifi協(xié)議轉(zhuǎn)換器。如圖3所示，所述的Wifi協(xié)議轉(zhuǎn)換器，包含TCP/IP數(shù)據(jù)收發(fā)、數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換、 ZigBee數(shù)據(jù)收發(fā)；該模塊內(nèi)置了無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802. 11協(xié)議棧，TCP/IP協(xié)議棧及 ZigBee協(xié)議棧，能夠?qū)崿F(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)到無線Wifi網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)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(cè)輸入接口、亮度檢測(cè)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(hào)接收發(fā)送模塊、ADC采樣處理和復(fù)位電路集成在中央控制器內(nèi)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(cè)輸入接口、亮度檢測(cè)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(yīng)用的真正的片上系統(tǒng)解決方案。它能夠以非常低的材料成本建立強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，內(nèi)部結(jié)合了 RF收發(fā)器、標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)型8051CPU、系統(tǒng)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(xié)議棧，其主要特點(diǎn)就是其兼容性，完全支持IEEE 802. 15. 4/ZigBee的CC2530 片上系統(tǒng)解決方案。
Z-Stack采用操作系統(tǒng)的思想來構(gòu)建，采用事件輪循機(jī)制，當(dāng)各層初始化之后，系統(tǒng)進(jìn)入低功耗模式，當(dāng)事件發(fā)生時(shí)，喚醒系統(tǒng)，開始進(jìn)入中斷處理事件，結(jié)束后繼續(xù)進(jìn)入低功耗模式。如果同時(shí)有幾個(gè)事件發(fā)生，判斷優(yōu)先級(jí)，逐次處理事件。這種軟件構(gòu)架可以極大地降級(jí)系統(tǒng)的功耗。整個(gè)Z-stack的主要工作流程，大致分為系統(tǒng)啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)初始化，OSAL初始化和啟動(dòng)，進(jìn)入任務(wù)輪循幾個(gè)階段，下面將逐一詳細(xì)分析。如圖6所示，系統(tǒng)上電后，通過執(zhí)行ZMain文件夾中ZMain. c的ZSEG int main( )函數(shù)實(shí)現(xiàn)硬件的初始化，其中包括關(guān)總中斷osal_int_disable ( INTS_ALL )、初始化硬件設(shè)置 HAL_B0ARD_INIT()、初始化 I/O 口 InitBoarcK 0B_C0LD )、初始化 HAL 層驅(qū)動(dòng) HalDriverInit ()、初始化 Flash 存儲(chǔ)、初始化 MAC 層 ZMacInit ()、分配 64 位地址 zmain_ ext_addr ()、初始化操作系統(tǒng)osal_init_system()等。當(dāng)順利完成上述初始化時(shí),執(zhí)行 osal_start_system()函數(shù)開始運(yùn)行OSAL系統(tǒng)。該任務(wù)調(diào)度函數(shù)按照優(yōu)先級(jí)檢測(cè)各個(gè)任務(wù)是否就緒。如果存在就緒的任務(wù)則調(diào)用tasksArr []中相對(duì)應(yīng)的任務(wù)處理函數(shù)去處理該事件，直到執(zhí)行完所有就緒的任務(wù)。如果任務(wù)列表中沒有就緒的任務(wù)，則可以使處理器進(jìn)入睡眠狀態(tài)實(shí)現(xiàn)低功耗。osal_start_system() 一旦執(zhí)行,貝U不再返回Main ()函數(shù)。ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)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(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器具有建立網(wǎng)絡(luò)，維護(hù)鄰居設(shè)備表，對(duì)邏輯網(wǎng)絡(luò)地址進(jìn)行分配，允許設(shè)備MAC層/應(yīng)用層的連接或斷開網(wǎng)絡(luò)的功能。對(duì)于節(jié)點(diǎn)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(wǎng)絡(luò)地址來尋找網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，當(dāng)節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)候，協(xié)調(diào)器會(huì)自動(dòng)給其分配唯一的16位網(wǎng)絡(luò)地址。燈的無線控制系統(tǒng)要求能夠?qū)θ我庖槐K燈進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，因此人工分配64位IEEE地址給每個(gè)控制器，以便進(jìn)行控制。另外配置 ZigBee設(shè)備對(duì)象斷點(diǎn)的時(shí)候，網(wǎng)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)的ID和斷點(diǎn)描述必須相同，否則節(jié)點(diǎn)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(dāng)CC2530模塊接收到控制信號(hào)之后，開始判斷處理種類，處理種類有開關(guān)燈、調(diào)光、人體檢測(cè)、亮度檢測(cè)及PWM調(diào)光， 確認(rèn)處理種類之后即進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作處理，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給輸出電路。燈光的情景模式可以預(yù)先設(shè)置，比如歡迎模式是所有的燈光全亮，這時(shí)房間達(dá)到最大亮度照度，以提供適合參觀人員參觀的燈光效果，會(huì)議模式是亮大部分的燈以進(jìn)行會(huì)議內(nèi)容的討論，PPT模式只亮少部分燈且亮度調(diào)節(jié)到較暗以提供適度照明且不影響PPT的播放，衛(wèi)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(dāng)不需要照明時(shí)，可以選擇All Off全關(guān)按鈕，關(guān)閉室內(nèi)燈光。調(diào)光按鈕在可以對(duì)燈光進(jìn)行0-100的無極連續(xù)調(diào)光，室內(nèi)的燈光照度可以根據(jù)實(shí)際的使用情況做人為調(diào)整。退出按鈕則為退出本智能燈光控制系統(tǒng)。如圖10所示，用戶通過基于安卓操作系統(tǒng)的智能手機(jī)，發(fā)送燈控命令給Wifi協(xié)議轉(zhuǎn)換器，Wifi協(xié)議轉(zhuǎn)換器把基于TCP/IP協(xié)議棧的wifi信號(hào)轉(zhuǎn)換成ZigBee信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送給 ZigBee終端控制器。ZigBee終端控制器經(jīng)過數(shù)據(jù)處理之后發(fā)送相應(yīng)的控制命令給燈組。以上的所述乃是本發(fā)明的具體實(shí)施例及所運(yùn)用的技術(shù)原理，若依本發(fā)明的構(gòu)想所作的改變，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時(shí)，仍應(yīng)屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于安卓智能手機(jī)的燈光控制系統(tǒng)，其特征在于包括安卓智能手機(jī)應(yīng)用控制端，Wifi協(xié)議轉(zhuǎn)換器，ZigBee智能終端控制器；安卓智能手機(jī)應(yīng)用控制端通過TCP/IP通信協(xié)議接口與Wifi協(xié)議轉(zhuǎn)換器進(jìn)行通信，Wifi協(xié)議轉(zhuǎn)換器采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線傳輸實(shí)現(xiàn)對(duì) ZigBee智能終 而控制器多點(diǎn)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于安卓智能手機(jī)的燈光控制系統(tǒng)，其特征在于所述的 Wifi協(xié)議轉(zhuǎn)換器，包括TCP/IP數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、ZigBee數(shù)據(jù)收發(fā)模塊; TCP/IP數(shù)據(jù)收發(fā)模塊與數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊與ZigBee數(shù)據(jù)收發(fā)模塊相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于安卓智能手機(jī)的燈光控制系統(tǒng)，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(cè)輸入接口、亮度檢測(cè)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(hào)接收發(fā)送模塊、ADC采樣處理和復(fù)位電路集成在中央處理器模塊，人體檢測(cè)輸入接口、亮度檢測(cè)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(fā)明涉及智能控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于安卓智能手機(jī)的燈光控制系統(tǒng)，包括安卓智能手機(jī)應(yīng)用控制端，Wifi協(xié)議轉(zhuǎn)換器，ZigBee智能終端控制器；該系統(tǒng)不需外配遙控器，能夠?qū)崿F(xiàn)無線的便捷控制，并提供燈光開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)、燈光場(chǎng)景模式切換等多種智能化操作和管理，可根據(jù)環(huán)境照明要求快速切換，使得環(huán)境照明更綠色環(huán)保，舒適和智能，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102612214SQ20121004323
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月24日
發(fā)明者俞青松, 周巧玲, 夏慶來, 章良月, 胡承建, 莫靈敏, 陳晨 申請(qǐng)人:杭州意博高科電器有限公司