应用领域：照明显示

方案类型：成品

主控芯片：CC2530，A7139，STM32

方案概述

核心芯片型号：CC2530，A7139，STM32

功能：LED路灯智能化控制，包括远程开关、调光、自动采集路灯的电压、电流、功率等参数，实时掌握每盏路灯的工作状况，并且根据时间、事件自动调节灯光亮度，主动节能，并及时发现路灯故障，提前预警和故障上报，及时维修，方便管理。

应用场合与方案优势：

针对路灯条带状部署的需求，专门优化无线组网协议，通信稳定和可靠性高；

支持网络的规模大，单个网络支持1000节点以上；

经过大量测试，解决很多实际问题。

cc2530

CC2530 是用于2.4-GHz IEEE 802.15.4、ZigBee 和RF4CE 应用的一个真正的片上系统（SoC）解决方案。它能够以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。

CC2530 结合了领先的RF 收发器的优良性能，业界标准的增强型8051 CPU，系统内可编程闪存，8-KB RAM 和许多其它强大的功能。CC2530 有四种不同的闪存版本：CC2530F32/64/128/256，分别具有32/64/128/256KB 的闪存。CC2530 具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。

CC2530F256 结合了德州仪器的业界领先的黄金单元ZigBee 协议栈（Z-Stack™），提供了一个强大和完整的ZigBee 解决方案。

CC2530F64 结合了德州仪器的黄金单元RemoTI，更好地提供了一个强大和完整的ZigBee RF4CE 远程控制解决方案。

引脚描述

引脚名称 引脚 引脚类型 描述

AVDD1 28 电源（模拟） 2-V–3.6-V 模拟电源连接

AVDD2 27 电源（模拟） 2-V–3.6-V 模拟电源连接

AVDD3 24 电源（模拟） 2-V–3.6-V 模拟电源连接

AVDD4 29 电源（模拟） 2-V–3.6-V 模拟电源连接

AVDD5 21 电源（模拟） 2-V–3.6-V 模拟电源连接

AVDD6 31 电源（模拟） 2-V–3.6-V 模拟电源连接

DCOUPL 40 电源（数字） 1.8V 数字电源去耦。不使用外部电路供应。

DVDD1 39 电源（数字） 2-V–5-V 数字电源连接

DVDD2 10 电源（数字） 2-V–5-V 数字电源连接

GND - 接地 接地衬垫必须连接到一个坚固的接地面。

GND 1，2，3，4 未使用的引脚 连接到GND

P0_0 19 数字I/O 端口0.0

P0_1 18 数字I/O 端口0.1

P0_2 17 数字I/O 端口0.2

P0_3 16 数字I/O 端口0.3

P0_4 15 数字I/O 端口0.4

P0_5 14 数字I/O 端口0.5

P0_6 13 数字I/O 端口0.6

P0_7 12 数字I/O 端口0.7

P1_0 11 数字I/O 端口1.0-20-mA 驱动能力

P1_1 9 数字I/O 端口1.1-20-mA 驱动能力

P1_2 8 数字I/O 端口1.2

P1_3 7 数字I/O 端口1.3

P1_4 6 数字I/O 端口1.4

P1_5 5 数字I/O 端口1.5

P1_6 38 数字I/O 端口1.6

P1_7 37 数字I/O 端口1.7

P2_0 36 数字I/O 端口2.0

P2_1 35 数字I/O 端口2.1

P2_2 34 数字I/O 端口2.2

P2_3 33 数字I/O 模拟端口2.3/32.768 kHz XOSC

P2_4 32 数字I/O 模拟端口2.4/32.768 kHz XOSC

RBIAS 30 模拟I/O 参考电流的外部精密偏置电阻

RESET_N 20 数字输入 复位，活动到低电平

RF_N 26 RF I/O RX 期间负RF 输入信号到LNA

cc2530功能引脚图

RF_P 25 RF I/O RX 期间正RF 输入信号到LNA

XOSC_Q1 22 模拟I/O 32-MHz 晶振引脚1或外部时钟输入

XOSC_Q2 23 模拟I/O 32-MHz 晶振引脚2

功能介绍

·RF/布局

–适应2.4-GHz IEEE 802.15.4 的RF 收发器

–极高的接收灵敏度和抗干扰性能

–可编程的输出功率高达4.5 dBm

–只需极少的外接元件

–只需一个晶振，即可满足网状网络系统需要

–6-mm ×6-mm 的QFN40 封装

–适合系统配置符合世界范围的无线电频率法规：ETSI EN 300 328 和EN 300440（欧洲），FCC CFR47 第15 部分(美国)和ARIB STD-T-66（日本）

·低功耗

–主动模式RX（CPU 空闲）：24 mA

–主动模式TX 在1dBm（CPU 空闲）：29mA

–供电模式1（4 μs 唤醒）：0.2 mA

–供电模式2（睡眠定时器运行）：1 μA

–供电模式3（外部中断）：0.4 μA

–宽电源电压范围（2 V–3.6 V）

·微控制器

–优良的性能和具有代码预取功能的低功耗8051 微控制器内核

–32-、64-或128-KB 的系统内可编程闪存

–8-KB RAM，具备在各种供电方式下的数据保持能力

–支持硬件调试

·外设

–强大的5 通道DMA

–IEEE 802.5.4 MAC 定时器，通用定时器（一个16 位定时器，二个8 位定时器）

–IR 发生电路

–具有捕获功能的32-kHz 睡眠定时器

–硬件支持CSMA/CA

–支持精确的数字化RSSI/LQI

–电池监视器和温度传感器

–具有8 路输入和可配置分辨率的12 位ADC

–AES 安全协处理器

–2 个支持多种串行通信协议的强大USART

–21 个通用I/O 引脚（19×4 mA，2×20 mA）

–看门狗定时器

运行条件

cc2530在此条件下运行能达到最好的效果。

应用

·2.4-GHz IEEE 802.15.4 系统

·RF4CE 远程控制系统（需要大于64-KB闪存）

·ZigBee 系统（256-KB 闪存）

·家庭/楼宇自动化

·照明系统

·工业控制和监控

·低功耗无线传感网络

·消费型电子

·医疗保健

电路描述

下图是CC2530 的方框图，图中模块大致可以分为三类：CPU 和内存相关的模块；外设、时钟和电源管理相关的模块，以及无线电相关的模块。

模块说明

CPU 和内存

CC253x芯片系列中使用的8051 CPU内核是一个单周期的8051兼容内核。它有三种不同的内存访问总线（SFR，DATA 和CODE/XDATA），单周期访问SFR，DATA 和主SRAM。它还包括一个调试接口和一个18 输入扩展中断单元。

中断控制器总共提供了18 个中断源，分为六个中断组，每个与四个中断优先级之一相关。当设备从活动模式回到空闲模式，任一中断服务请求就被激发。一些中断还可以从睡眠模式（供电模式1-3）唤醒设备。

内存仲裁器位于系统中心，因为它通过SFR 总线把CPU 和DMA 控制器和物理存储器以及所有外设连接起来。内存仲裁器有四个内存访问点，每次访问可以映射到三个物理存储器之一：一个8-KB SRAM、闪存存储器和XREG/SFR 寄存器。它负责执行仲裁，并确定同时访问同一个物理存储器之间的顺序。

8-KB SRAM映射到DATA存储空间和部分XDATA存储空间。8-KB SRAM是一个超低功耗的SRAM，即使数字部分掉电（供电模式2 和3）也能保留其内容。这是对于低功耗应用来说很重要的一个功能。

32/64/128/256 KB闪存块为设备提供了内电路可编程的非易失性程序存储器，映射到XDATA 存储空间。除了保存程序代码和常量以外，非易失性存储器允许应用程序保存必须保留的数据，这样设备重启之后可以使用这些数据。使用这个功能，例如可以利用已经保存的网络具体数据，就不需要经过完全启动、网络寻找和加入过程。

时钟和电源管理

数字内核和外设由一个1.8-V 低差稳压器供电。它提供了电源管理功能，可以实现使用不同供电模式的长电池寿命的低功耗运行。有五种不同的复位源来复位设备。

外设

CC2530 包括许多不同的外设，允许应用程序设计者开发先进的应用。

调试接口执行一个专有的两线串行接口，用于内电路调试。通过这个调试接口，可以执行整个闪存存储器的擦除、控制使能哪个振荡器、停止和开始执行用户程序、执行8051 内核提供的指令、设置代码断点，以及内核中全部指令的单步调试。使用这些技术，可以很好地执行内电路的调试和外部闪存的编程。

设备含有闪存存储器以存储程序代码。闪存存储器可通过用户软件和调试接口编程。闪存控制器处理写入和擦除嵌入式闪存存储器。闪存控制器允许页面擦除和4 字节编程。

I/O控制器负责所有通用I/O引脚。CPU可以配置外设模块是否控制某个引脚或它们是否受软件控制，如果是的话，每个引脚配置为一个输入还是输出，是否连接衬垫里的一个上拉或下拉电阻。CPU 中断可以分别在每个引脚上使能。每个连接到I/O 引脚的外设可以在两个不同的I/O 引脚位置之间选择，以确保在不同应用程序中的灵活性。

系统可以使用一个多功能的五通道DMA控制器，使用XDATA存储空间访问存储器，因此能够访问所有物理存储器。每个通道（触发器、优先级、传输模式、寻址模式、源和目标指针和传输计数）用DMA 描述符在存储器任何地方配置。许多硬件外设（AES 内核、闪存控制器、USART、定时器、ADC 接口）通过使用DMA 控制器在SFR 或XREG 地址和闪存/SRAM 之间进行数据传输，获得高效率操作。定时器1 是一个16 位定时器，具有定时器/PWM 功能。它有一个可编程的分频器，一个16 位周期值，和五个各自可编程的计数器/捕获通道，每个都有一个16 位比较值。每个计数器/捕获通道可以用作一个PWM输出或捕获输入信号边沿的时序。它还可以配置在IR产生模式，计算定时器3 周期，输出是ANDed，定时器3 的输出是用最小的CPU 互动产生调制的消费型IR 信号。

MAC定时器（定时器2）是专门为支持IEEE 802.15.4 MAC或软件中其他时槽的协议设计。定时器有一个可配置的定时器周期和一个8 位溢出计数器，可以用于保持跟踪已经经过的周期数。一个16 位捕获寄存器也用于记录收到/发送一个帧开始界定符的精确时间，或传输结束的精确时间，还有一个16 位输出比较寄存器可以在具体时间产生不同的选通命令（开始RX，开始TX，等等）到无线模块。定时器3 和定时器4 是8 位定时器，具有定时器/计数器/PWM 功能。它们有一个可编程的分频器，一个8 位的周期值，一个可编程的计数器通道，具有一个8 位的比较值。每个计数器通道可以用作一个PWM 输出。

睡眠定时器是一个超低功耗的定时器，计算32-kHz 晶振或32-kHz RC 振荡器的周期。睡眠定时器在除了供电模式3 的所有工作模式下不断运行。这一定时器的典型应用是作为实时计数器，或作为一个唤醒定时器跳出供电模式1 或2。

ADC支持7到12位的分辨率，分别在30 kHz或4 kHz的带宽。DC和音频转换可以使用高达八个输入通道（端口0）。输入可以选择作为单端或差分。参考电压可以是内部电压、AVDD 或是一个单端或差分外部信号。ADC 还有一个温度传感输入通道。ADC 可以自动执行定期抽样或转换通道序列的程序。

随机数发生器使用一个16 位LFSR 来产生伪随机数，这可以被CPU 读取或由选通命令处理器直接使用。例如随机数可以用作产生随机密钥，用于安全。

AES加密/解密内核允许用户使用带有128位密钥的AES算法加密和解密数据。这一内核能够支持IEEE 802.15.4 MAC 安全、ZigBee 网络层和应用层要求的AES 操作。

一个内置的看门狗允许CC2530 在固件挂起的情况下复位自身。当看门狗定时器由软件使能，它必须定期清除；否则，当它超时就复位它就复位设备。或者它可以配置用作一个通用32-kHz 定时器。

USART 0和USART 1每个被配置为一个SPI主/从或一个UART。它们为RX和TX提供了双缓冲，以及硬件流控制，因此非常适合于高吞吐量的全双工应用。每个都有自己的高精度波特率发生器，因此可以使普通定时器空闲出来用作其他用途。

无线设备

CC2530 具有一个IEEE 802.15.4 兼容无线收发器。RF 内核控制模拟无线模块。另外，它提供了MCU 和无线设备之间的一个接口，这使得可以发出命令，读取状态，自动操作和确定无线设备事件的顺序。无线设备还包括一个数据包过滤和地址识别模块。

A7139无线模块解析

笙科多年来专注射频通讯，虽然是后起之秀，但最近两年推出了几块无线芯片还是在业界有目共睹，一路走来，也印证了铁杆磨成针的道理。AMICCOM推出A7139无线模块已经有一段时间了。该射频芯片为AMICCOM第五代高效能晶片，工作频率支持1GHz（300MHz ~ 950MHz）以下免授权的 ISM Band 应用。

A7139无线模块最大优势之一在超低接收电流低于4mA，而以往的NRF24L01NRF905CC1101CC1020SI4432等无线IC的接收电流都在15mA左右。无线通讯往往需要电池供电，所以功耗指标就显得尤为突出，同时再结合A7139的无线唤醒功能，可以让无线移动设备大大延长电池的使用寿命。

A7139无线模块最大优势之二在于超优质的通讯距离性能，A7139片内射频输出最大支持20dBm的发射功率(功率可以软件设置，如果不需要太远距离，可以将功率设置为较小参数值，这样整体功耗就可以更低），以470MHz ~ 510MHz的频段来说，接收器拥有超高灵敏度（-114dBm @ 10Kbps，注意，灵敏度随着无线收发速度的提高而下降）。在10Kbps的条件下，在海边空旷区域实测可得1200米，街道实测之距离可达1000米。若将无线空中波特率设置为2Kbps，则空旷区域实测距离增加至1300米左右，如果1个端放置在室内，另外一端在室外，即使有大型建筑物遮挡也可以300米左右，基本可以满足各类应用需求。

除了超低接收电流和远距离传输能力外，A7139还提供RSSI用于信号强弱检测评估功能，同时A7139内含自动校准和频率补偿机制用来克服半导体随环境、天气等因素，使无线收发地在各种环境下更稳定，其中自动频率补偿（AFC）的功能可解决频率漂移造成的灵敏度衰退。最后A7139的通信方式同样提供直接模式（Direct mode）与 FIFO模式。其中FIFO模式更简单稳定（FIFO模式下可自动完成FEC、CRC与曼彻斯特编码等功能）。

正因为A7139无线模块同时拥有超低接收电流与超优质的通讯距离这两大显著特性，使A7139可以满足大部分应用，比如 AMR 无线自动读表（如无线热表，燃气表等等），远距离双向汽车防盗器、工业控制器、智慧建筑之能源管理与家庭自动化等等。尤其是由电池供应电源但需要长生命周期的应用。在电源管理方面，A7139无线模块支持休眠、深度休眠、无线唤醒、定时重发等多种实用性功能，深度休眠时完全关掉晶片，其电流消耗仅须200 nA。

A7139无线模块作为是新一代高效能的射频晶片，相信在射频通讯领域中定会有其一席之地。首先，我们将以化繁至简的思维来解析A7139，让广大无线爱好者，和无线应用工程师可以更简单的来熟悉和掌握A7139的使用方法。无线通讯不外乎几个要点，首先是如何建立收发通讯，其次就是如何进行频率、速度、地址、功率等参数的设置，最后就是在这基础上如何实现多点通讯。我们已经对此做好了充分解析，并以实例方式提供给我们的用户.

STM32

STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核（ST's product portfolio contains a comprehensive range of microcontrollers, from robust, low-cost 8-bit MCUs up to 32-bit ARM-based Cortex®-M0 and M0+, Cortex®-M3, Cortex®-M4 Flash microcontrollers with a great choice of peripherals. ST has also extended this range to include an ultra-low-power MCU platform)。按内核架构分为不同产品：

其中STM32F系列有：

STM32F103“增强型”系列

STM32F101“基本型”系列

STM32F105、STM32F107“互联型”系列

增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是32位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存，不同的是SRAM的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32功耗36mA，相当于0.5mA/MHz。

STM32产品介绍

在STM32F105和STM32F107互连型系列微控制器之前，意法半导体已经推出STM32基本型系列、增强型系列、USB基本型系列、互补型系列；新系列产品沿用增强型系列的72MHz处理频率。内存包括64KB到256KB闪存和 20KB到64KB嵌入式SRAM。新系列采用LQFP64、LQFP100和LFBGA100三种封装，不同的封装保持引脚排列一致性，结合STM32平台的设计理念，开发人员通过选择产品可重新优化功能、存储器、性能和引脚数量，以最小的硬件变化来满足个性化的应用需求。

截至2010年7月1日，市面流通的型号有：

基本型：STM32F101R6、STM32F101C8、STM32F101R8、STM32F101V8、STM32F101RB、STM32F101VB

增强型：STM32F103C8、STM32F103R8、STM32F103V8、STM32F103RB、STM32F103VB、 STM32F103VE、STM32F103ZE

STM32型号的说明：以STM32F103RBT6这个型号的芯片为例，该型号的组成为7个部分，其命名规则如下：

1 STM32 STM32代表ARM Cortex-M内核的32位微控制器。

2 F F代表芯片子系列。

3 103 103代表增强型系列。

4 R R这一项代表引脚数，其中T代表36脚，C代表48脚，R代表64脚，V代表100脚，Z代表144脚，I代表176脚。

5 B B这一项代表内嵌Flash容量，其中6代表32K字节Flash，8代表64K字节Flash，B代表128K字节Flash，C代表256K字节Flash，D代表384K字节Flash，E代表512K字节Flash，G代表1M字节Flash。

6 T T这一项代表封装，其中H代表BGA封装，T代表LQFP封装，U代表VFQFPN封装。

7 6 6这一项代表工作温度范围，其中6代表-40——85℃，7代表-40——105℃。

STM32新系列

STM32互连型系列产品分为两个型号： STM32F105和STM32F107。STM32F105具有USB OTG 和CAN2.0B接口。STM32F107在USB OTG 和CAN2.0B接口基础上增加了以太网10/100 MAC模块 。片上集成的以太网MAC支持MII和RMII，因此，实现一个完整的以太网收发器只需一个外部PHY芯片。只使用一个25MHz晶振即可给整个微控制器提供时钟频率，包括以太网和USB OTG外设接口。微控制器还能产生一个25MHz或50MHz的时钟输出，驱动外部以太网PHY层芯片，从而为客户节省了一个附加晶振。

音频功能方面，新系列微控制器提供两个I2S音频接口，支持主机和从机两种模式，既用作输入又可用作输出，分辨率为16位或32位。音频采样频率从8kHz到96kHz。利用新系列微控制器强大的处理性能，开发人员可以用软件实现音频编解码器，从而消除了对外部组件的需求。

把U盘插入微控制器的USB OTG接口，可以现场升级软件；也可以通过以太网下载代码进行软件升级。这个功能可简化大型系统网络（如远程控制器或销售终端设备）的管理和维护工作。

架构优势

除新增的功能强化型外设接口外，STM32互连系列还提供与其它STM32微控制器相同的标准接口，这种外设共用性提升了整个产品家族的应用灵活性，使开发人员可以在多个设计中重复使用同一个软件。新STM32的标准外设包括10个定时器、两个12位1-Msample/s 模数转换器 (交错模式下2-Msample/s)、两个12位数模转换器、两个I2C接口、五个USART接口和三个SPI端口。新产品外设共有12条DMA通道，还有一个CRC计算单元，像其它STM32微控制器一样，支持96位唯一标识码。

新系列微控制器还沿续了STM32产品家族的低电压和节能两大优点。2.0V到3.6V的工作电压范围兼容主流的电池技术，如锂电池和镍氢电池，封装还设有一个电池工作模式专用引脚Vbat。以72MHz频率从闪存执行代码，仅消耗 27mA电流。低功耗模式共有四种，可将电流消耗降至两微安。从低功耗模式快速启动也同样节省电能；启动电路使用STM32内部生成的8MHz信号，将微控制器从停止模式唤醒用时小于6微秒。 

STM32低功耗性能

意法半导体的EnergyLite™超低功耗技术平台是STM32L取得业内领先的能效性能的关键。这个技术平台也被广泛用于意法半导体的8位微控制器STM8L系列产品。EnergyLite™超低功耗技术平台基于意法半导体独有的130nm制造工艺，为实现超低的泄漏电流特性，意法半导体对该平台进行了深度优化。在工作和睡眠模式下，EnergyLite™超低功耗技术平台可以最大限度提升能效。此外，该平台的内嵌闪存采用意法半导体独有的低功耗闪存技术。这个平台还集成了直接访存(DMA)支持功能，在应用系统运行过程中关闭闪存和CPU，外设仍然保持工作状态，从而可为开发人员节省大量的时间。

除最为突出的与制程有关的节能特色外，STM32L系列还提供更多其它的功能，开发人员能够优化应用设计的功耗特性。通过六个超低功耗模式，STM32L系列产品能够在任何设定时间以最低的功耗完成任务。这些可用模式包括：(在1.8V/25°C环境的初步数据)

· 10.4μA低功耗运行模式，32kHz运行频率

· 6.1 μA低功耗睡眠模式，一个计时器工作

· 1.3 μA 停机模式：实时时钟(RTC)运行，保存上下文，保留RAM内容

· 0.5 μA 停机模式：无实时时钟运行，保存上下文，保留RAM内容

· 1.0μA待机模式：实时时钟运行，保存后备寄存器

· 270nA待机模式：无实时时钟运行，保存后备寄存器

STM32L系列新增低功耗运行和低功耗睡眠两个低功耗模式，通过利用超低功耗的稳压器和振荡器，微控制器可大幅度降低在低频下的工作功耗。稳压器不依赖电源电压即可满足电流要求。STM32L还提供动态电压升降功能，这是一项成功应用多年的节能技术，可进一步降低芯片在中低频下运行时的内部工作电压。在正常运行模式下，闪存的电流消耗最低230μA/MHz，STM32L的功耗/性能比最低185μA/DMIPS。

此外，STM32L电路的设计目的是以低电压实现高性能，有效延长电池供电设备的充电间隔。片上模拟功能的最低工作电源电压为1.8V。数字功能的最低工作电源电压为1.65V，在电池电压降低时，可以延长电池供电设备的工作时间。

【相关信息】智能照明系统

智能照明系统是利用先进电磁调压及电子感应技术，改善照明电路中不平衡负荷所带来的额外功耗，提高功率因素，降低灯具和线路的工作温度，达到优化供电目的照明控制系统。

智能照明系统是利用先进电磁调压及电子感应技术，对供电进行实时监控与跟踪，自动平滑地调节电路的电压和电流幅度，改善照明电路中不平衡负荷所带来的额外功耗，提高功率因素，降低灯具和线路的工作温度，达到优化供电目的照明控制系统。

组成

系统单元、输入单元与输出单元。

系统单元：用于提供工作电源，源系统时钟及各种系统的接口如PC、以太网、电话等；

输入单元：主要功能是将外部控制信号换成网络上的传输信号，具体有开关，红外接收开关，红外遥控器，多功能的控制板，传感器；

输出单元：智能系统的输出单元是用于接收来自网络传输的信号，控制相应回路的输出以实现实时控制。

产品

1)智能照明控制系统

2)数字可寻址led驱动

3)灯具

4)光源

优势

★灯光调节：用于灯光照明控制时能对电灯进行单个独立的开、关、调光等功能控制，也能对多个电灯的组合进行分组控制，方便用不同灯光编排组合形式营造出特定的气氛。

★智能调光：随意进行个性化的灯光设置；电灯开启时光线由暗逐渐到亮，关闭时由亮逐渐到暗，直至关闭，有利于保护眼睛，又可以避免瞬间电流的偏高对灯具所造成的冲击，能有效的延长灯具的使用寿命。

★延时控制：在您外出的时候，您只需要按一下"延时"键，在您出门后30秒，所有的灯具和电器都会自动关闭。

★控制自如：可以随意遥控开关屋内任何一路灯；可以分区域全开全关与管理每路灯；可手动或遥控实现灯光的随意调光,还可以实现灯光的远程电话控制开关功能。

★全开全关：整个照明系统的灯可以实现一键全开和一键全关的功能。

★场景设置：回家时，在家门口用遥控器直接按"回家"场景，

主要特点为·

1、系统可控制任意回路连续调光或开关。

智能照明系统

智能照明系统

2、场景控制：可预先设置多个不同场景，在场景切换时淡入、淡出。

3、可接入各种传感器对灯光进行自动控制。

4、时间控制：某些场合可以随上下班时间调整亮度。

5、红外遥控：可用手持红外遥控器对灯光进行控制。

6．系统联网：可系统联网，利用上述控制手段进行综合控制或与楼宇智能控制系统联网。

实用功能

目前智能控制系统具有以下功能：

　　1，智能系统设有中央监控装置，对整个系统实施中央监控，以便随时调节照明的现场效果，例如系统设置开灯方案模式，并在计算机屏幕上仿真照明灯具的布置情况，显示各灯组的开灯模式和开/关状态。

　　2，具有灯具异常启动和自动保护的功能；

　　3，具有灯具启动时间，累计记录，和灯具使用寿命的统计功能；

　　4，在供电故障情况下，具有双路受电柜自动切换并启动应急照明灯组的功能；

　　5，系统设有自动/手动转换开关，以便必要时对各灯组的开、关进行手动操作。

　　6，系统设置与其他系统连接的接口，如建筑楼宇自控系统（BA系统），以提高综合管理水平。

　　7，具有场景预设、亮度调节、定时、时序控制及软启动、软关断的功能。 随着智能系统的进一步开发与完善，其功能将进一步得到增强。

　　采用智能照明控制系统总的效应如下：

　　1，实现照明的人性化； 由于不同的区域对照明质量的要求不同, 要求调整控制照度，以实现场景控制、定时控制、多点控制等各种控制方案。方案修改与变更的灵活性能进一步保证照明质量。

　　2，提高管理水平 将传统的开关控制照明灯具的通断，转变成智能化的管理，使高素质的管理意识用于系统，以确保照明的质量。

　　3，节约能源 利用智能传感器感应室外亮度来自动调节灯光，以保持室内恒定照度，既能使室内有最佳照明环境，又能达到节能的效果。根据各区域的工作运行情况进行照度设定，并按时进行自动开、关照明，使系统能最大限度地节约能源。

　　4，延长灯具使用寿命 众所周知，照明灯具的使用寿命取决于电网电压，由于电网过电压越高，灯具寿命将会成倍地降低，反之，则灯具寿命将成倍地延长，因此防止过电压并适当降低工作电压是延长灯具寿命的有效途径。 系统设置抑制电网冲击电压和浪涌电压装置，并人为地限制电压以提高灯具寿命。采取软启动和软关断技术，避免灯具灯丝的热冲击，以进一步使灯具寿命延长。[2] 

基于2.4G无线控制智能家居照明系统的研究与设计

随着科技的发展，越来越多的自动化、智能化的产品进入到人们的生活，智能家居正逐渐取代传统家居，成为一种行业发展潮流。智能家居照明系统作为智能家居系统的一个重要子系统，具有高效节能、管理简单、控制多样、成本较低和容易进入市场的优势。本文对面向智能家居的智能照明系统进行研究和开发，完成了一种单片机控制的、低成本的智能家居照明系统。

1.概述

智能家居照明系统隶属于智能家居中的一个子系统，也可以单独使用。智能家居照明系统能控制不同生活区域不同场合的各种照明效果轻松解决家居节能问题、提高生活品质。生活中常常遇到这样的问题，当在客厅中看电视或读书时并不需要太强烈的照明光线不得不关掉客厅大灯开启光线相对较暗用于满足看电视或读书需要的其他灯具。为了满足不同场合的照明要求，需要安装多种灯具，这给灯具控制带来极大的不方便，智能照明系统能轻松解决这个问题。只要按下手中的遥控器就能换转场景灯光照明。

智能家居照明系统控制方式的解决方案分为有线方式和无线方式。有线方式包括电力线载波的X-10 和CEBUS、电话线方式的HomePNA、以太网方式IEEE802.3 以及专用总线方式的LONWORKS 和IEEE1394 等等。其中用电力线作为网络信息的传输介质的优点是：不需要另外布设电缆，降低施工难度;缺点是传输速率只有300Kbps,难以满足视频和音频信号的传输，保密性差，接入设备昂贵等。无线方式包括红外线方式的IrDA、无线局域网方式的IEEE802.11 系列、家庭射频技术的HomeRF、蓝牙的IEEE802.15.1、ZigBee 的IEEE802.15.4 等等。

无线方式解决了布线的难题，同时也能满足视频和音频信号的传输。本文以2.4G 射频技术为基础介绍一种智能家居照明系统。

2.系统方案

系统方案框图如图1 所示。本方案采用STC12C5A08AD 作为MCU控制器，STC12C5A08AD 是宏晶科技公司最新一代单片机，采用第6 代保密技术，程序烧写后无法解密，增强了保密功能。速度比普通的8051单片机快8~12 倍，内建4 个16 位定时器，功耗比较低。MCU 的控制信号通过光耦控制可控硅来控制灯具的明亮程度，在强电控制接口加有电流检测回路，检测强电电流的大小，用作检测反馈。通讯方式采用2.4G 无线通信模块，无需布线，降低成本，控制方式灵活，遥控范围广，通讯速度快。本方案一共可以控制12 路灯具，适用于家庭照明控制。

图1 系统方案框图

3. 2.4G模块

用于2.4GHz 通讯的通用芯片常见的有挪威Nordic 公司的nRF2401无线芯片模组，以色列RFWave 公司的RFW102 无线芯片模组等[5].根据设计需求及成本考虑，本设计中采用Nordic 公司的nRF2401进行无线数据传输。

nRF2401 是一个单片无线收发一体芯片，工作在2.4GHz ISM 频段，完全集成功率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调整电路。采用QFN24 5×5 毫米封装，应用电路使用外围元件少(见图2);采用FSK 调制方式，125 个频道，能满足多频及跳频需要;传输速率高达1Mbps,具有高数据吞吐量;功耗低，电源电压1.9V~3.6V 满足低功耗设计需要;芯片内部设有专门稳压电路，使用各种电源包括DC/DC 开关电源均有较好的通信效果。

图2 2.4G 通讯电路

4.照明控制

常用的调光方法有：脉冲宽度调制(PWM)调光法、改变半桥逆变器供电电压调光法、脉冲调频调光法、脉冲调相调光法和可控硅相控调光法。可控相控调光法具有体积小、价格合理和调光功率范围宽等优点，本系统最终采用可控硅相控调光来调节灯具的明亮程度。

应用可控硅相控原理，通过控制可控硅的导通角，将电网输入的正弦波电压斩掉一部分，以降低输出电压的平均值，达到控制灯具供电电压，从而实现调光。可控硅相控调光对照明系统的电压调节速度快，调光精度高，调光参数可以分时段实时调整。由于调光电路主要是电子元件组成，相对来说体积小、设备质量轻、成本低。

可控硅相控调光电路如图3 所示。单片机的控制信号经74HC04反相后送到光耦MOC3023,光电隔离后输入到可控硅T16C6F 的控制极，控制可控硅的导通角，实现调光。

图3 可控硅相控调光电路

5.结束语

基于单片机控制的智能家居照明系统，具有成本低、开发时间短、安装维护方便、容易满足客户不同需求等优点，市场前景广阔。目前我国的消费水平并不高，对于系统庞大的高档智能家居需求并不大，而智能家居照明系统的低成本，在家居市场上应用越来越广泛。本文介绍的基于单片机控制的智能家居照明系统具有一定的市场推广价值。