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1、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 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 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 海尔家居 U-home 网络拓扑图 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 45% 5% 25% 17% 8%
2、关于智能家居你最担心什么问题 太贵 组建太费事 实用性差 邪露隐私 被机器控制 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 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 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
3、 的 构 成 1. 控制灯具光强、开闭、颜色 1. 环境数据的采集，包括室内光强、温 度、判断是否有物体靠近 2. 人体一些基本参数的确定，比如心率 1. 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 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 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 之 心
4、 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 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 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
5、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 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
6、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 智能照明控制系统结构 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 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
7、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 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
8、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 灯 光 控 制 器 的 设 计 主照明灯光调光控制的 设计 1. 高亮度、暖白色的 LED 光源 2. 功率 为 10W，低于普通白炽 灯 3. 能够 通过主控进行调 光 背景灯的颜色
9、控制的 设计 1. 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 2. 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 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 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
10、 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 1. 主 控 器完成初 始化 2. 对于 外围电路 中的设备进行 初始化 3. 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 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
11、 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 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 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 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 THANKS
基于物联网的智能照明控制系统设计.ppt
