本發(fā)明涉及LED照明領(lǐng)域，尤其涉及一種基于Android、IOS與ZigBee的智能LED照明控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前普遍使用的Android智能手機(jī)和平板電腦為智能家居照明系統(tǒng)提供了一個(gè)直觀快捷的控制。

采用 GSM 的方式進(jìn)行家居照明系統(tǒng)的智能控制，由于GSM 信號(hào)受限于當(dāng)?shù)氐男诺缽?fù)雜度和基站分布密度，對(duì)于居家范圍的智能照明系統(tǒng)而言操作起來靈敏度、辨識(shí)度并不高，且只能通過網(wǎng)頁進(jìn)行命令控制，無法實(shí)現(xiàn)控制的移動(dòng)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于Android、IOS與ZigBee的智能LED照明控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍極大增加，控制移動(dòng)化。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為提供一種基于Android、IOS與ZigBee的智能LED照明控制系統(tǒng)，包括Android或者IOS手機(jī)、ZigBee拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙、LED終端，所述Android或者IOS手機(jī)通過所述ZigBee拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)或者藍(lán)牙控制LED終端，具體控制方式包括以下步驟：

A、通過Android或者IOS手機(jī)的APP觸摸屏拖動(dòng)RGB色條，或者直接在觸摸屏上選擇設(shè)定色塊，來設(shè)定可調(diào)色參數(shù)；

B、Android或者IOS手機(jī)的APP調(diào)節(jié)RGB參數(shù)；

C、藍(lán)牙收發(fā)特征參數(shù)功能: 近場通信時(shí)，通過藍(lán)牙收發(fā)系統(tǒng)將調(diào)色調(diào)亮特征參數(shù)從手機(jī)發(fā)送到下位機(jī)接收系統(tǒng);遠(yuǎn)場通信時(shí)，根據(jù)藍(lán)牙握手協(xié)議結(jié)果和下位機(jī)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)選擇模塊判定是否切換為 ZigBee 處理；

D、ZigBee拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)：遠(yuǎn)場通信時(shí)，切換為 ZigBee 通信模式進(jìn)行特征參數(shù)處理，并根據(jù)握手協(xié)議返回結(jié)果，增加發(fā)射功率，擴(kuò)大搜索半徑；

E、基于 ucLinux 的模式切換功能: 嵌入式 ucLinux 系統(tǒng)通過分析藍(lán)牙握手協(xié)議結(jié)果，切換藍(lán)牙和 ZigBee 通信的進(jìn)程塊，區(qū)分近遠(yuǎn)場模式以接收并處理燈光特征參數(shù)；

F、PWM 調(diào)節(jié)三基色混合光源功能: 根據(jù)接收到的調(diào)色參數(shù)控制輸出的3 路PWM，并由恒流源來最終驅(qū)動(dòng)LED，根據(jù)RGB三基色原理合成目標(biāo)色彩

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟C中下位機(jī)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)選擇模塊根據(jù)藍(lán)牙通信應(yīng)答是否為“0101”來判斷是否握手成功，若照明節(jié)點(diǎn)距離太遠(yuǎn)，藍(lán)牙通信握手失敗，那么啟動(dòng) ZigBee 拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行節(jié)點(diǎn)初始化，若 ZigBee通信應(yīng)答為“1010”則通信握手成功，此時(shí) ZigBee模塊發(fā)送上位機(jī)通信指令到該握手節(jié)點(diǎn)的下位機(jī)進(jìn)行字符串處理。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上位機(jī)通信指令的請(qǐng)求消息格式包括二值參數(shù)、設(shè)備節(jié)點(diǎn)碼、模式應(yīng)答碼、搜索應(yīng)答碼、整形數(shù)組，其中： 二值參數(shù)為“1”代表打開設(shè)備節(jié)點(diǎn)，為“0”代表關(guān)閉設(shè)備節(jié)點(diǎn)；

設(shè)備節(jié)點(diǎn)碼代表當(dāng)前控制的LED 終端，設(shè)備節(jié)點(diǎn)碼的位數(shù) N 控制可擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)數(shù)為 2N-1；

模式應(yīng)答碼以檢測通信模式，若為“0101”則為藍(lán)牙通信模式，若為“1010”則為 ZigBee 通信模式；

搜索應(yīng)答碼的含義是當(dāng)模式應(yīng)答為ZigBee 時(shí)，通過 4位二進(jìn)制檔位調(diào)節(jié) ZigBee功率，以調(diào)整搜索節(jié)點(diǎn)半徑；

整形數(shù)組代表RGB 參數(shù)確認(rèn)符“&”，對(duì)應(yīng)的顏色屬性“red”“blue”“green”以及每個(gè)基色變化范圍 0～255。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述步驟A之前還有登錄界面， 所述登錄界面包括功能界面和注冊(cè)用戶界面，在功能此界面上可輸入正確的用戶名密碼驗(yàn)證成功后進(jìn)入開啟系統(tǒng)，若驗(yàn)證失敗則彈出錯(cuò)誤對(duì)話框，初次登錄需注冊(cè)新用戶，注冊(cè)認(rèn)證后安全登錄系統(tǒng)；對(duì)于注冊(cè)新用戶，界面提供注冊(cè)選項(xiàng)，通過系統(tǒng)調(diào)用數(shù)據(jù)庫，由數(shù)據(jù)庫來保存新用戶的注冊(cè)信息并管理。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述開啟系統(tǒng)后有藍(lán)牙接入和wifi接入兩種模式，進(jìn)入系統(tǒng)主界面后，類似酒店管理后臺(tái)界面，設(shè)置多個(gè)房間按鈕，用戶可以用來實(shí)現(xiàn)多房間操控，系統(tǒng)有開關(guān)兩種狀態(tài)，當(dāng)需要控制時(shí)，單擊開關(guān)按鈕，開關(guān)圖標(biāo)黃亮，表示系統(tǒng)啟動(dòng)，然后用戶可以選擇LED燈進(jìn)行控制。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，LED燈包括自動(dòng)模式、手動(dòng)模式、個(gè)性化模式，所述手動(dòng)模式包括七彩、亮度、RGB三基色、色溫，所述個(gè)性化模式包括影音模式、睡眠模式、網(wǎng)上沖浪模式、放松模式、鬧鐘模式、音樂模式。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述LED燈具有遠(yuǎn)程關(guān)燈，遠(yuǎn)程開燈。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用 Android終端藍(lán)牙模塊和ZigBee拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行近遠(yuǎn)距離通信的研究與設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)結(jié)果可根據(jù)覆蓋范圍需求配置多個(gè)ZigBee節(jié)點(diǎn)、降低功耗，用戶可以隨時(shí)隨地的人性化的控制照明系統(tǒng)，使人們的生活更加豐富多彩。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的LED控制結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖說明及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

如圖1所示， 本發(fā)明基于Android、IOS與ZigBee的智能LED照明控制系統(tǒng)，包括Android或者IOS手機(jī)、ZigBee拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙、LED終端，所述Android或者IOS手機(jī)通過所述ZigBee拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)或者藍(lán)牙控制LED終端，具體控制方式包括以下步驟：

A、通過Android或者IOS手機(jī)的APP觸摸屏拖動(dòng)RGB色條，或者直接在觸摸屏上選擇設(shè)定色塊，來設(shè)定可調(diào)色參數(shù)；

B、Android或者IOS手機(jī)的APP調(diào)節(jié)RGB參數(shù)；

C、藍(lán)牙收發(fā)特征參數(shù)功能: 近場通信時(shí)，通過藍(lán)牙收發(fā)系統(tǒng)將調(diào)色調(diào)亮特征參數(shù)從手機(jī)發(fā)送到下位機(jī)接收系統(tǒng);遠(yuǎn)場通信時(shí)，根據(jù)藍(lán)牙握手協(xié)議結(jié)果和下位機(jī)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)選擇模塊判定是否切換為 ZigBee 處理；

D、ZigBee拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)：遠(yuǎn)場通信時(shí)，切換為 ZigBee 通信模式進(jìn)行特征參數(shù)處理，并根據(jù)握手協(xié)議返回結(jié)果，增加發(fā)射功率，擴(kuò)大搜索半徑；

E、基于 ucLinux 的模式切換功能: 嵌入式 ucLinux 系統(tǒng)通過分析藍(lán)牙握手協(xié)議結(jié)果，切換藍(lán)牙和 ZigBee 通信的進(jìn)程塊，區(qū)分近遠(yuǎn)場模式以接收并處理燈光特征參數(shù)；

F、PWM 調(diào)節(jié)三基色混合光源功能: 根據(jù)接收到的調(diào)色參數(shù)控制輸出的3 路PWM，并由恒流源來最終驅(qū)動(dòng)LED，根據(jù)RGB三基色原理合成目標(biāo)色彩

所述步驟C中下位機(jī)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)選擇模塊根據(jù)藍(lán)牙通信應(yīng)答是否為“0101”來判斷是否握手成功，若照明節(jié)點(diǎn)距離太遠(yuǎn)，藍(lán)牙通信握手失敗，那么啟動(dòng) ZigBee 拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行節(jié)點(diǎn)初始化，若 ZigBee通信應(yīng)答為“1010”則通信握手成功，此時(shí) ZigBee模塊發(fā)送上位機(jī)通信指令到該握手節(jié)點(diǎn)的下位機(jī)進(jìn)行字符串處理。

所述上位機(jī)通信指令的請(qǐng)求消息格式包括二值參數(shù)、設(shè)備節(jié)點(diǎn)碼、模式應(yīng)答碼、搜索應(yīng)答碼、整形數(shù)組，其中： 二值參數(shù)為“1”代表打開設(shè)備節(jié)點(diǎn)，為“0”代表關(guān)閉設(shè)備節(jié)點(diǎn)；

設(shè)備節(jié)點(diǎn)碼代表當(dāng)前控制的LED 終端，設(shè)備節(jié)點(diǎn)碼的位數(shù) N 控制可擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)數(shù)為 2N-1；

模式應(yīng)答碼以檢測通信模式，若為“0101”則為藍(lán)牙通信模式，若為“1010”則為 ZigBee 通信模式；

搜索應(yīng)答碼的含義是當(dāng)模式應(yīng)答為ZigBee 時(shí)，通過 4位二進(jìn)制檔位調(diào)節(jié) ZigBee功率，以調(diào)整搜索節(jié)點(diǎn)半徑；

整形數(shù)組代表RGB 參數(shù)確認(rèn)符“&”，對(duì)應(yīng)的顏色屬性“red”“blue”“green”以及每個(gè)基色變化范圍 0～255。

在所述步驟A之前還有登錄界面， 所述登錄界面包括功能界面和注冊(cè)用戶界面，在功能此界面上可輸入正確的用戶名密碼驗(yàn)證成功后進(jìn)入開啟系統(tǒng)，若驗(yàn)證失敗則彈出錯(cuò)誤對(duì)話框，初次登錄需注冊(cè)新用戶，注冊(cè)認(rèn)證后安全登錄系統(tǒng)；對(duì)于注冊(cè)新用戶，界面提供注冊(cè)選項(xiàng)，通過系統(tǒng)調(diào)用數(shù)據(jù)庫，由數(shù)據(jù)庫來保存新用戶的注冊(cè)信息并管理。

如圖2所示，LED燈包括自動(dòng)模式、手動(dòng)模式、個(gè)性化模式，所述手動(dòng)模式包括七彩、亮度、RGB三基色、色溫，所述個(gè)性化模式包括影音模式、睡眠模式、網(wǎng)上沖浪模式、放松模式、鬧鐘模式、音樂模式。

所述LED燈具有遠(yuǎn)程關(guān)燈，遠(yuǎn)程開燈。

對(duì)于本系統(tǒng)，首先設(shè)計(jì)用戶登錄功能，考慮到系統(tǒng)安全，防止有人惡意入侵照明系統(tǒng)，因此在進(jìn)入控制界面之前，需要對(duì)用戶身份驗(yàn)證，當(dāng)用戶與數(shù)據(jù)庫的信息匹配時(shí)方能進(jìn)入控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)的登錄界面包括歡迎頁和用戶登錄界面。進(jìn)入本軟件后首先可以看到歡迎頁，點(diǎn)擊“進(jìn)入系統(tǒng)” 按鈕會(huì)自動(dòng)進(jìn)入用戶登錄界面，在此界面上用戶可輸入正確的用戶名密碼驗(yàn)證成功后進(jìn)入智控系統(tǒng)，若驗(yàn)證失敗則彈出錯(cuò)誤對(duì)話框，初次登錄需注冊(cè)新用戶，注冊(cè)認(rèn)證后安全登錄系統(tǒng)；對(duì)于注冊(cè)新用戶，界面提供注冊(cè)選項(xiàng)，通過系統(tǒng)調(diào)用數(shù)據(jù)庫，由數(shù)據(jù)庫來保存新用戶的注冊(cè)信息并管理。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到經(jīng)濟(jì)可靠性，近距離控制時(shí)可以采用藍(lán)牙傳輸數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程控制時(shí)可以通過無線WiFi實(shí)現(xiàn)控制，因此系統(tǒng)是用來藍(lán)牙和WiFi的數(shù)據(jù)接口，設(shè)定了兩種模式。

進(jìn)入系統(tǒng)主界面后，類似酒店管理后臺(tái)界面，設(shè)置多個(gè)房間按鈕，用戶可以用來實(shí)現(xiàn)多房間操控，系統(tǒng)有開關(guān)兩種狀態(tài)，當(dāng)需要控制時(shí)，單擊開關(guān)按鈕，開關(guān)圖標(biāo)黃亮，表示系統(tǒng)啟動(dòng)，然后用戶可以選擇具體的LED燈進(jìn)行控制。

進(jìn)入單燈控制界面后，可以通過顏色條調(diào)節(jié)燈具的顏色，亮度板調(diào)節(jié)燈具的發(fā)光強(qiáng)度，通過改變調(diào)色板和顏色條的值可以實(shí)現(xiàn)亮度的無級(jí)調(diào)節(jié)，顏色的任意搭配，把他們所對(duì)應(yīng)的RGB的值轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電流發(fā)送到燈具控制設(shè)備上，就可以實(shí)現(xiàn)此功能。

此外本系統(tǒng)還開發(fā)了七彩漸變功能，當(dāng)用戶按下“七彩漸變”按鈕時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)彈出此操作界面，并發(fā)送信息到燈具，燈和界面同步循環(huán)紅橙黃綠青藍(lán)紫七種顏色，而且還可以通過按鈕改變變化的速率，來實(shí)現(xiàn)七彩漸變的酷炫模式。當(dāng)用戶選擇音樂模式時(shí)，由系統(tǒng)檢測外界的狀態(tài)，當(dāng)檢測到有音樂播放時(shí)，可以通過檢測到的音樂的頻譜數(shù)據(jù)來改變發(fā)送給燈具的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)燈具隨音樂頻譜跳動(dòng)而改變。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。