news 2026/4/15 10:30:47

基于zigbee灯光控制照明及色温调节系统的设计与实现(有完整资料)

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
基于zigbee灯光控制照明及色温调节系统的设计与实现(有完整资料)

资料查找方式:

特纳斯电子(电子校园网):搜索下面编号即可

编号:

T4402310M

设计简介:

功能描述:1、总体设计方案和系统硬件结构框架,完成电源控制电路、串口通信电路、LED照明控制电路、传感器采集电路等硬件设计。
2、软件端设计底层串口通信方法,以及根据自定义的通信协议设计各功能模块。
3、相比于传统路灯系统有更多的优势,具有很好的应用前景。
4、创新要求,根据道路照明的需要智能控制灯的照亮度。
5、具备PWM调光功能,可根据光线强弱调节路灯亮度。
6、具备光线传感器、人体红外传感器、温度等功能,用于实现路灯自动化。

基于STM32单片机和Zigbee的灯光控制照明及色温调节系统设计,通过集成传感器和通信模块,提供了智能照明控制和色温调节功能。下面是每个部分的简单功能概述:

主机板块

中控部分(STM32单片机)
  • 核心控制器:作为整个系统的核心,负责协调输入和输出,处理数据和控制逻辑。
  • 数据采集与处理:接收来自独立按键的操作指令,处理用户对灯光亮度、色温和开关的控制需求。
  • 控制输出:根据处理结果,通过Zigbee模块向从机发送控制指令,并控制OLED显示屏显示相关信息。
输入部分
  1. 独立按键:提供用户交互界面,用于切换界面和模式,调节灯光颜色和亮度,以及开关灯。
  2. 供电电路:为主机提供稳定的电源,确保系统正常运行。
  3. Zigbee模块:实现主机与从机之间的无线数据传输。
输出部分
  1. OLED显示屏:显示当前的温度、光照强度、灯的状态和模式等信息,提供直观的用户界面。

从机板块

输入部分
  1. 温度采集模块:实时监测环境温度,为智能照明系统提供温度数据。
  2. 光敏电阻:检测环境光照强度,根据光照变化自动调节灯光亮度。
  3. 人体红外传感器:检测区域内是否有人,实现人来灯亮、人走灯灭的智能控制。
  4. 供电电路:为从机提供稳定的电源,确保系统正常运行。
输出部分
  1. W2812灯盘:提供照明功能,并根据主机发送的指令调节灯光颜色和亮度。
  2. Zigbee模块:实现从机与主机之间的无线数据传输,接收主机的控制指令。

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

首先在AD中根据各个模块画出原理图,然后导出PCB进行连线,最后通过嘉立创进行打板。板子到手之后就是焊接过程,第一部分是电源模块,将电源接口、电源开关、1k电阻、两个电容进行滤波和一个指示灯依次焊接,焊接好之后插入Type-C电源,指示灯点亮,电源模块测试正常。第二部分是显示模块,排母焊接好后,将OLED显示屏插入排母。第三部分是单片机最小系统板,因为最小系统板已经引出了程序烧录接口和自带复位电路,所以只要焊接两个排母将单片机最小系统板插入排母。第四部分是按键。第五部分为LED灯。第六部分是ZigBee模块。下图5-1为焊接完整实物图:

图5-1电路焊接总图

5.2切换界面测试

如图5-2所示,如果键值为1,则切换界面

图5-2切换界面

5.3切换模式测试

如图5-3,如果键值为2则切换模式

图5-3切换模式

5.4开关灯测试

如图5-4,如果按键3被按下手动开关灯

图5-4开关灯测试


6 仿真调试

6.1仿真总体设计

仿真设计总体包括32单片机芯片、OLED显示屏、按键、ZigBee 模块,温湿度传感器。

图6-1 仿真设计总图

6.2切换界面测试

如图6-2所示,如果键值为1,则切换界面

图6-2切换界面显示图

6.3切换模式测试

如图6-3所示,如果键值为2则切换模式

图6-3切换模式显示图

6.4开关灯测试

如图6-4所示,如果按键3被按下手动开关灯

图6-5开关灯测试图

设计说明书部分资料如下

设计摘要:

本文针对传统的照明系统在灯光控制和色温调节方面存在的不足,设计并实现了一种基于ZigBee技术的灯光控制照明及色温调节系统。该系统通过使用ZigBee技术实现了多个灯光之间的无线通信,使得用户可以通过手机APP或遥控器对灯光进行远程控制。

在系统设计方面,我们首先对ZigBee技术进行了深入研究,并选择了合适的硬件设备和软件平台进行开发。系统由一个主控节点和多个从节点组成,主控节点负责接收用户的控制指令并通过ZigBee信号传输给从节点,从节点则负责控制对应的灯光。通过这种方式,系统能够实现对多个灯光的同时控制,提高了照明效果的灵活性和自定义性。

在功能设计方面,我们实现了灯光的开关控制、亮度调节和色温调节等功能。用户可以通过手机APP或遥控器选择灯光的开关状态,并通过滑动条来调节灯光的亮度和色温。通过对色温的调节,用户可以根据需要创造出不同的光线环境,提供更加舒适和个性化的照明体验。

在系统实现方面,我们结合硬件设备和软件平台,使用C语言对系统进行编程。通过对ZigBee协议的实现,我们成功地实现了灯光之间的无线通信,并在手机APP和遥控器上提供了友好的用户界面,使用户可以方便地对灯光进行控制。

通过对该系统的设计与实现,我们验证了基于ZigBee技术的灯光控制照明及色温调节系统的可行性和有效性。该系统具有灵活性高、控制精确、操作便捷等优点,可以满足用户对照明环境的个性化需求。在未来的研究中,我们将进一步优化系统功能并扩展其应用范围,提升其性能和使用便捷性。

关键词:单片机;人体红外传感器;人机交互;温度采集模块;zigbee

字数:10000+

目录:

摘 要

1 引 言

1.1 选题背景及实际意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要内容

2 系统设计方案

2.1 系统整体方案

2.2 单片机的选择

2.3 电源方案的选择

2.4 显示方案的选择

3系统设计与分析

3.1 整体系统设计分析

3.2 主控电路设计

3.3 显示模块

3.4 DS18B20传感器检测温度模块

3.6 ZigBee模块

4 系统程序设计

4.1 编程软件介绍

4.2 主程序流程设计

4.3 主机按键功能图

4.5 从机监测函数流程图

4.6 从机处理函数流程图

4.4 主机显示函数流程图

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2切换界面测试

5.3 切换模式测试

5.4 开关灯测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2 切换界面测试

6.3 切换模式测试

6.4 开关灯测试

结 论

参考文献

致 谢

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