基于物联网的智能家居照明系统
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【摘要】当下传统照明方式已无法满足人的们的需求，家居照明智能化已成必然。文章从从多方面分析了传统家居照明的不足和智能家居照明的优势，以及智能家居照明系统的控制方式。
【关键词】智能照明;无线控制;Zigbee
引言
传统的本地开关控制方式，制约了现代人快节奏的生活方式，同时也限制了智能控制方式在照明上的应用。随着科技的发展和人民生活水平的提高，人们对家庭的照明系统提出了新的要求，不仅要控制照明光源的发光时间、亮度，还要与其他家居智能系统配合，对于不同的应用场合能做出相应的灯光场景切换，同时还要考虑管理的智能
化和操作的简单化，有足够的灵活性来适应未来照明布局和控制方式变更等要求。一个优秀的智能照明系统可以提升环境的品质，确保人们生活的舒适和健康。以场景开关代替传统开关，以智能照明系统代替传统照明系统，是照明智能化过程中必然要走的一步。
1.传统开关的缺陷
1.1 不适合大空间的照明控制，空间越大就越不方便
无法以一种非常简便的方法实现全开全关操作，离开前还需要检查一遍所有的灯是否已关闭。没有场景操作，不能对成组的照明设备进行控制，显得空间内的光线比较单调，不能满足人们需要。至于双控开关布线复杂，不但成本大、安装时易出错，而且一旦出现故障，检修任务繁重。三控和多控则更为复杂，难以实现。改变一个开关的控制对象是一件非常复杂而高消耗的事，例如在已完成装修的房间内增加灯或开关，就会破坏原装修。
1.2 不合乎节能原则
因关灯不便，而造成不及时关灯，浪费电能;不具有调光功能，有时灯光太亮无法调暗，不但刺激眼睛，而且费电，只有更换不同功率的电灯才能解决问题;开关灯时，灯光亮度突然变化，一方面对人眼刺激很大，另一方面灯丝温度骤冷骤热，减短灯泡使用寿命;采用宾馆床头总控制盒的概念，不但连线复杂，而且只能在某一个地点控制，不适合用于大空间、大房子。
1.3 功能不能满足人们的要求
不能随时随地控制照明，不能对光源进行多种个性化调节。单一的遥控器不能实现照明的网络化控制，不能只用一个遥控器控制所有的灯;单一的延时开关只是延时，不能调光或进行其他高级操作;单一的调光开关只是调光，没有记忆功能，也不能自动延时或进行其他高级操作。
2.采用智能照明系统的优势
2.1 多点操作和集中控制功能：
在不同地点的场景控制面板上可以控制同一盏灯;同样在任何一个地点的场景控制面板也均可控制系统内不同地点的灯。
2.2 软启功能：
开灯时，灯光由黑暗渐变至明亮;关灯时，灯光由明亮渐变至黑暗，避免亮度的骤然变化刺激人眼，保护眼睛。而且可以避免瞬间大电流的突变对灯丝冲击，保护灯内部器件，延长使用寿命。
2.3 灯光明暗调节功能：
无论是在会客、讨论问题、独自思考、听音乐、或看电视时，调节不同灯光的亮度，更能创造舒适、和谐、宁静、温馨的气氛。而这些照明调节操作是非常方便的，可以用集中控制器或者是遥控器，也可以利用便捷美观的的人机界面。只需轻轻一点，就能调节灯光明暗。
2.4 全开全关和记忆功能：
照明系统的全部灯光可以实现一键全开和一键全关功能。在离家或者是入睡之前，按一下全关按钮，便可实现照明设备全部关闭，免除了人们跑遍全部房间的烦恼。
2.5 定时控制功能：
比如说每天早上六点半，床边台灯会自动亮起，晚上十二点，家里的灯会自动熄灭。
2.6 场景设置：
对于固定模式的场景、无需每次逐一开关灯和调光，只需一次编程，就可以通过按一个键控制一组灯。当人们在书房读书感觉累了，想要小憩一会，只需按一个键，便可转入书房休息模式，灯光也将由明亮渐变至昏暗。智能照明系统的灯光设计还可以与其他智能系统连动，将更加人性的功能展现在用户的面前。当家里有舞会的时候，只需调至舞会模式，音响就会启动，播放用户最常播放或设定的曲目，灯光自动变暗或闪烁，空调也自动设定为一种比较合适的温度，来营造一种热烈、奔放的娱乐环境;看电视时，客厅中的灯光会变昏暗，而其他房间的灯将全部关闭。场景模式是可以随意设定的，可以发挥人们的丰富想象力，来营造一种梦幻的环境，来人们带来更多的乐趣和舒适。
3.智能照明系统的控制方式
3.1 有线方式
这种方式所有的控制信号必须通过有线方式连接，控制器端的信号线繁多，一但遇到问题排查相当困难。有线方式缺点非常突出，布线繁杂、工作量大、成本高、维护困难、不易组网。这些缺点最终导致有线方式的智能家居只停留在概念和试点阶段，无法大规模推广。
3.2 无线方式
用于智能照明的无线系统需要满足几个特性：稳定、低功耗、易于扩展并网;至于传输速度则不是此类应用的重点。目前几种可用于智能家居的无线方式。
蓝牙：是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括笔记本电脑、移动电话、无线耳机、PDA、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。但这种技术通讯距离太短，同时属于点对点通讯方式，根本无法满足能家居的要求。
WIFI：是 IEEE 802.11b 的别称，它是由“无线以太网相容联盟”（Wireless EthernetCompatibility Alliance， WECA）所的业界术语，中文译为“无线相容认证”。它是一种短程的无线传输技术，可以在数百米范围内支持接入互联网的无线电信号。其最大特点是支持人们随时随地连入互联网。然而对于智能家居照明方面的应用，其缺点却十分明显――功耗高、组网专业性强。高功耗对随时随地部署低功耗传感器来说，是非常致命的缺陷，因此wifi虽然非常普及，但在智能家居的应用中只能起到补充辅助作用。
315M/433M/868M/915M：这些无线射频技术广泛的应用于遥控、遥测、车辆监控、工业数据采集系统、小型无线网络、身份识别、无线标签、非接触RF等场所。虽然也有厂商将其引入智能家居系统，但由于其组网不便，抗干扰力弱，可靠性一般，在智能家居的应用效果差强人意，泛善可陈，最终只能被主流厂商所抛弃。
Zigbee：Zigbee的基础是IEEE 802.15。但因IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，Zigbee联盟扩展了IEEE，对其网络层协议和API进行了标准化。Zigbee作为一种新兴的近程、低速率、低功耗的无线网络技术，主要用于近距离的无线连接。因其低复杂度、低速率、低功耗、低成本、高可靠、自组网、超视距的特点。主要适合应用于远程控制和自动控制等领域，并可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种低功耗、便宜的、自组网的近程无线通讯技术。