基于Zig Bee技术的企业照明控制系统研究

陈雪军

摘 要：首先对当前企业的照明控制系统的现状进行分析，基于现状以及存在的不足，提出利用Zig Bee技术对企业办公照明的控制系统进行改进，达到对企业办公照明节能、环保的目标。

关键词：Zig Bee技术；企业照明控制；控制系统

1 绪论

伴随着现在社会的发展和科技的进步，无线传输信号已经深入到人门的生活中了，并且已经把有线传输信号发射机取代了，并且应用到了越来越多的领域。在大型的办公场，以及人口密度很高的CBD之中，照明带来的能源浪费是监控的重点对象，照明系统的怎么进行管理，如何使照明的耗能最低？都是当前物业和能源管理的一个难点[1]。在现代化，多元化的照明社会中，人们不仅关注照明所带来的便利，而且也开始关注如何更合理有效地使用照明。在建筑能耗中整个建筑照明占建筑能耗的25%，是现在建筑能耗中排名第二[2]。现在国内企业和大型的建筑物都采用的视声控、节能灯的方式进行降低能耗，在大型企業的办公楼里采取的节能方式就是节能灯和标语，这些建筑节能措施不能降低能耗，只是暂时解决方法，要么就是牺牲照明效果换取节能，不然不能达到节能的目的。传统的大型企业照明存在很多缺点，很难适应现代企业照明舒适性和节能的要求。大型企业照明的照明效率非常低。基于Zig Bee技术和节能管理的需求，照明控制系统将取代传统的有线照明开关，将智能照明系统的进行普及，以至于便利人们的生活和企业的能耗的降低，因此提高了目前大型企业照明资源浪费的现状。

2 Zig Bee 技术

Zig Bee是基于IEEE802.15.4的无线标准，一般用来部署无线传感器网络和无线控制。 Zig Bee技术是具有低成本，低功耗，低速度，高可用性，高安全性特点的无线网络协议，目的在于实现自动化和无线控制。此控制系统主要的工作频段是在2.4GHz ISM频段，这个频段的传输速率大约是20～250kbit/s，根据计算的方式得出传输的最大距离一般情况下是30米。和其他的一些无线控制技术相比，比如说蓝牙控制技术，Wi-Fi控制技术，超宽带技术和其他无线网络协议。Zig Bee在现在的网络传输环境中有很大的优势，即在低速传输和高网络容量的环境中都可进行传输，并且传输能力较强[3]。Zig Bee使用OSI（开放系统互连）模型架构主要有物理（PHY）层，数据链路层、网络层、应用接口层和应用层这些部分的组件组成的。不同的组件层具有不一样的功能，每层提供服务接口一个层次。 如图1所示。

3 企业智能照明控制系统的总体设计

通过对那些建筑照明传感器，二氧化碳浓度传感器、声音传感器等那些组件进行布置和设计，构建无线传感器网络，构造出“感知-决策-控制”的智能化照明系统，改进以前的机械开关来调整照明，节约能耗[4]。

本文构建的基于Zig Bee技术的智能照明控制系统是由数据采集模块，服务器模块，数据显示模块，照明控制模块这四个部分组成的。如图2所示。

下面我们给出各个模块中的具体说明：

①数据搜集模块：是智能照明控制系统做出决策的依据，该模块采用光强度传感器，红外线传感器以及CO2 传感器来手机企业建筑物的环境数据，再利用这些数据预定无线技术，利用无线技术协议对Zig Bee协调器进行信息发送，Zig Bee协调器根据接受到的信号进行网关，网关发送数据到服务器，服务器根据现实的数据进行实时判断，然后提供最佳的照明方案。

②服务器模块：这个模块是控制系统的核心。它的功能是数据库服务器和WEB 服务器二者结合而成的。这个模块是控制系统的决策系统，也是信息采集系统。它为照明系统实现通信服务。数据服务器能够安全可靠的增加、删除和修改传感器的操作，是根据实时的灯具状态和环境信息所决定的。WEB服务器的它主要是为当前的实时情况生成一个文件，为管理员提供文件说明当前的状态，该服务的通信服务是7天24小时的服务。它主要是接受和发送控制系统的命令，zig通过网关传输信息给通信服务器，通信服务器接受消息，对消息解码，传输，最后放帧指令，实现控制系统的通信，进行控制系统的实现。

③数据展示模块：这一模块是运行商的登录管理模块，这个模块运营商课进行远程登录，这样就可以便于运行商实时观察企业建筑物的照明情况，并且对这些功能还能及时的进行操作。

④照明灯具控制模块：是实时控制灯的一个模块，这个模块为灯具要稳定电流和电压，根据实时控制决策要对灯具的亮度实时可调。

4 总结

随着社会的发展，以及CBD的建设，大型企业生活群体的慢慢扩大，大型企业照明资源浪费的问题已经迫在眉睫，为了解决大型企业高明资源浪费，本文基于Zig Bee技术对现有的大型企业办公照明控制系统进行了改进，实现了节约能源、不影响照明的无线控制系统。

参考文献：

[1]杨世江.基于ZigBee和GPRS技术的智能照明控制系统的研究与实现[D].吉首大学，2015.

[2]王刚刚，杨燕，王正.基于物联网的企业大型仪器设备电源控制系统研究（二）[J].林业机械与木工设备，2016， 44（4）：16-20.

[3]萧晓栩.基于ZigBee的智能家居系统研究与设计[J].电子世界， 2016（14）：193.

[4]宋勇，项淑俊，黄小伟，等.基于CC2530的智能照明控制系统设计[J].科技视界，2016（17）：9.