基于物联网的智能照明控制系统设计说明课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,10/6/2020,#,我们毕业啦,其实是答辩的标题地方,基于物联网的智能照明控制,系统设计,答 辩,晏皓然,组员,1,李泽浩,组员,2,高亚晶,我们毕业啦基于物联网的智能照明控制答 辩晏皓然组员1李泽,背景和需求,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,CONTANTS,背景和需求系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果CO,背景和需求,背景和需求,相关背景,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,安防报警,环境控制,家庭网关,照明控制,电器控制,HOUSE,日程管理,门禁控制,比尔盖茨的智能家居示意图,相关背景系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果安防报,相关背景,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,海尔家居,U-home,网络拓扑图,相关背景系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果海尔家,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,实用性差,价格居高不下,安全问题,行业标准与规范不统一,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果实用性,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,智能照明技术的发展,满足生活需求,多以开关控制为主,功能简单、安装便宜、互换性好,大范围使用布线复杂,容易造成电能浪费,定时开关灯控制,远程实时监控,数据采集管理,LED,灯定时调光,灯具故障检测报警,路灯线路防盗报警,1,2,3,6,5,4,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果智能照,系统的总体设计,系统的总体设计,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,应用层,感知层,传输层,智能照明系统的构成,控制灯具光强、开闭、颜色,环境数据的采集，包括室内光强、温度、判断是否有物体靠近,人体一些基本参数的确定，比如心率,采用,ZigBee,网络进行家居内数据传输,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果应用层,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,智能照明系统的基本功能,照明功能,节能功能,生理情绪调节功能,家居照明环境氛围的控制与设定,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果智能照,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,之物理效应,心理情绪与色彩的关系分析,色彩的温度效应,色彩的距离效应,重量体积效应,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果之物理,之心理效应,心理情绪与色彩的关系分析,红色,典型的暖色调,热情、自信、血腥、暴力,橙色,同样属于暖色调,坦率、健康促进食欲,绿色,不冷不暖色调,积极、平静、安心,蓝色,冷色调,广阔、深邃,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,之心理效应红色橙色绿色蓝色需求分析系统的总体设计系统硬件设计,情绪检测与生理参数关系分析,生理情绪采集与人体心率的关系,之负面情绪与人体心率关系图,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,情绪检测与生理参数关系分析生理情绪采集与人体心率的关系需求分,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,灯光控制器功能需求与设计,系统检测到人次靠近或离开，自动打开或关闭灯具,根据室内光强，调节照明灯具光强,根据室温和人体心率对背景灯颜色进行调节,室内阅读或看电视对光照强度的要求苛刻,忘记关闭照明灯造成浪费,傍晚找不到电源开关,室内灯光颜色单一,/11,14,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果灯光控,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,IrDA,Bluetooth,Z-Wave,ZigBee,Wifi,成本,低,高,低,低,高,通信距离,3,米,10,米,30,米,75,米,100,米,能耗,低,较高,较低,低,较高,网络节点容量,2,个,8,个,232,个,65000,个,与路由器有关,应用领域,点对点通信,音频信号传输通信,智能家居,工业控制智能家居,以太网访问,参数,方式,无线通信方式的分析和比较,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果IrD,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,智能照明控制系统结构,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果智能照,系统硬件设计,系统硬件设计,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,系统硬件设计架构图,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果系统硬,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,传感器电路设计,DS18B20,电路图,温度传感器,体积较小,硬件成本低廉,精度高,测量范围：,-,55,-,125,转换时间：,94ms,分辨率：,0.5,该款传感器为单总线式数字传感器，可以直接读取当前温度的准确值，且为单总线式，使用时只需直接与微控制器相连就可以实现数据的输入。,特点,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果传感器,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,传感器电路设计,光敏传感器,光强与光敏电阻阻值关系表,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果传感器,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,传感器电路设计,APDS,接口电路,心率传感器,在传感器模块中内置有可以穿透进入人体皮肤下层毛细血管的光线发射器，当心脏通过收缩把富含氧的血液压入人体的动脉，最后进入毛细血管，血液的颜色会发生周期性的变化，不同颜色对于光线的反射是不同的，传感器内置有反射管线的接收器就能够检测出这一周期性变化，从而就可以测算出心脏的收缩频率，也就可以测出心率了。,工作原理,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果传感器,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,传感器电路设计,人体红外模块,红外探测器,红外探测器是靠探测人体发射的红外线来进行工作的。探测器收集外界的红外辐射进而聚集到红外传感器上。红外传感器通常采用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射温度发出变化时就会向外释放电荷，检测处理后产生报警。,工作原理,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果传感器,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,灯光控制器的设计,主照明灯光调光控制的设计,高亮度、暖白色的,LED,光源,功率为,10W,，低于普通白炽灯,能够通过主控进行调光,背景灯的颜色控制的设计,主动控制是指用户能够通过自己的需求对于光源的颜色进行控制调节,被动控制指的是主控器通过传感器对室内的环境参数和人体的生理参数进行判断，然后对室内的背景灯的颜色进行调节,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果灯光控,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,蓝牙通信电路的设计,手机,平板,蓝牙通信模块,很多设备都配有蓝牙通信模块，这就减少了硬件改造的费用。,因为,ZigBee,传输模块占用了主控芯片的串口通信接口，所以蓝牙模块通信采用软串口的方式与主控芯片进行通信。,环境参数,生理参数,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果蓝牙通,系统软件设计,系统软件设计,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,数据传输流程图,对数据包的格式进行定义，其规定的数据包结构为：,人体心率,+,环境温度,+,光照强度,+,背景灯颜色,#,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果数据传,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,主控器完成初始化,对于外围电路中的设备进行初始化,主控器的程序进入主循环程序,（该程序主要包括调光平台与外部设备之间的数据通信和主照明灯的控制以及背景灯的控制）,主控中心软件设计流程图,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果主控器,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,灯光控制器,软件设计,/11,28,主照明灯具软件设计,采集人体红外传感器数值，当有人进入检测范围，则打开主照明灯,保持亮,20,秒后，继续读取传感器的数值，若仍探测有人处于检测范围内则保持灯亮，否则关闭主照明灯,在主照明灯处于打开状态下，对于光敏传感器的值进行判断，进而控制主照明灯的亮度,开,控,制,关,亮,控,制,度,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果灯光控,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期效果,灯光控制器,软件设计,采集人体红外传感器数值，当有人进入检测范围，则打开背景灯,当测得人体心率处在非正常状态时，分析心率值，大于正常范围，背景灯调为淡蓝色；小于正常范围则调为番茄色,打开状态读取心率传感器的值，当处于正常范围内，读取温度传感器的值，当大于,24,时，背景灯调为青色；当小于,24,则调为橙色,背景灯软件设计,颜色控制,开关控制,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期效果灯光控,预期效果,预期效果,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期成果,PC,界面,手机监控界面,需求分析系统的总体设计系统硬件设计系统软件设计预期成果PC界,A,C,D,快速组建，安装成本较低，能够很方便的学习并使用。,实现基本的情感检测，并作出反馈，有良好的的互动性,能够有效避免能源浪费，且有很好的实用性,需求分析,系统的总体设计,系统硬件设计,系统软件设计,预期成果,B,系统安全性高，能够保护用户隐私,E,能够对家居环境进行有效的烘托和调节,ACD快速组建，安装成本较低，能够很方便的学习并使用。实现基,THANKS,THANKS,谢谢观看！,2020,谢谢观看！,