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基于wifi远距离模块定位高校实验楼的智能照明优化设计

发布日期:2022-02-21  浏览次数:2375
基于wifi远距离模块定位高校实验楼的智能照明优化设计,目前,大多数高校实验建筑照明系统的控制基本上是手动操作的。当自然光不足时,实验者需要手动打开照明设备;当光线好时,也会有灯光;人们离开后,灯光经常发生。这些都造成了高校电力资源的浪费。在倡导低碳经济的背景下,如何节约照明用电越来越受到相关学者的关注。近年来,由于智能、系统、网络、连接方便、网络灵活、功耗小、成本低等特点,网络通信、传感器、微控制器等技术发展迅速,技术上支持了建筑照明控制系统的优化设计。研究人员提出了大量的智能照明控制系统设计方案。

利用wifi远距离模块Zigbee技术设计了应用于不同建筑的智能照明控制系统。为了实现建筑照明节能,采用WIFI技术设计了室内智能照明控制系统。采用红外照明系统设计。利用有线网络通信技术设计高校智能控制照明系统。利用传感器技术设计适合不同应用领域的照明智能系统。利用微控制器技术提出了照明智能系统的方案。上述研究增加了整个建筑照明系统的自动控制功能,但没有细化为较小的照明区域,并研究了相关的控制功能。目前,移动智能终端技术和移动互联网技术取得了许多令人满意的成果。在此基础上,基于移动对象的定位服务已广泛应用于许多领域。随着WIFI技术的成熟和普及,学者们已经开始研究WIFI定位及其应用领域。

在建筑照明控制系统设计中,利用wifi远距离模块WIFI定位技术对室内照明分区控制设计的分析研究基本上是空白的。本文以WIFI定位技术和改进RSSI测距技术为基础,提出了改进的室内分区质量控制算法。具有室内人员位置实时计算定位、室内照明区域设备动态控制、远程照明控制等功能,实现了高校实验建筑照明系统的智能控制和照明节能的刚性要求。


本文实验建筑智能照明系统是一套基于WIFI定位技术的智能控制系统,由感知层、通信层和管理层组成。感知层是整个智能照明系统实现wifi远距离模块WIFI站点定位数据采集和系统照明控制命令的执行终端。它由待定位的WIFI站点和照明区域终端组成。待定位的WIFI站点是具有室内人员WIFI功能的手机;照明区域终端可以收集WIFI站点发出的RSSI信号强度并上传到通信层,同时执行照明管理服务器发出的照明控制命令,打开和关闭室内指定区域的照明设备。通信层是管理层和感知层的数据通道,为整个智能照明控制系统发送数据和下行接收数据提供保障。

它主要由无线网、有线网、交换路由设备和AP控制器组成。AP控制器负责控制实验建筑中的所有AP站点。管理层是实验建筑照明控制系统的数据处理中心和管理控制中心,由照明管理服务器和管理终端组成,实现wifi远距离模块WIFI站点的实时定位、跟踪、监控和管理,负责按照预设的定位技术和算法定位各区域的上行距离数据,发布照明控制命令,远程实时控制感知层的照明区域终端。同时,管理员可以实时监控整个智能照明控制系统的工作状态,及时优先干预和控制突发照明事件。

高校实验建筑智能照明控制系统中AP站点的布局由实验室内照明区确定。实验室的一般面积约为60m2。实验室分为6个照明区域,大空间实验室可分为更多的照明区域。每个照明区域设置一个分区AP站点和一定数量的照明设备。分区AP站点需要沿着实验室的角落和边缘布置,分布均匀,并在实验室的水平中线上增加两个独立的AP站点。根据几何优化定位算法的要求,每三个AP站点都可以定位移动设备。因此,在室内AP站点布局中,尽量确保任何三个AP站点。

它之间形成了一个三角形。这样,具有wifi远距离模块WIFI功能的人在实验室活动时,其活动范围总是落在三个AP站内,便于准确定位。实验室外走道顶部安装了专用AP站,与室内分区AP站形成无线局域网,负责数据通信。

本文设计的智能照明控制系统在系统初始化成功后,等待WIFI模块启动,WIFI模块启动后,整个照明系统开始工作。当用户的手机进入实验室时,光敏传感器检测该区域的光强,并将结果发送给单片机。如果光强大于单片机的设定阈值(300lx),则单片机不会启动照明驱动模块;相反,实验室所有照明区域终端中的WIFI模块检测室内用户手机发射的RSSI值,并将其发送的单片机处理成距离数据。所有单片机通过通信网络将这些距离数据上传到照明系统中的照明管理服务器。服务器使用改进的三边质心定位算法定位用户的手机位置,定位结果处理成照明控制指令,并通过网络发送到指定的照明区域终端,区域终端启动照明驱动模块,照明驱动模块根据实时照明强度值调整照明设备功率值,满足指定区域的照明要求。智能照明系统中的管理终端具有优先管理和控制权,可以远程手动控制实验建筑中室内区域LED照明设备的工作状态。

为了验证本文基于WIFI定位设计的高校实验楼智能照明系统的功能,智能照明控制系统应用于高校实验楼内部,并进行了系统定位精度和节能测试。

定位精度试验:将实验楼中的一个实验室分为六个照明分区,根据上述应用布局要求,在指定位置设置8个WIFI模块,并在室内指定位置使用10个用户智能手机。并启动。平面上测试用户智能手机的定位精度。小误差为0.05m,大误差为0.34m,平均误差为0.13m。系统节能试验:将另一个数量和功率相同的照明设备与上述智能照明实验室进行为期一个月的试验运行比较。自动控制开灯率(开灯率=亮灯数/总灯数)。从表中的数据比较分析可以看出,智能照明系统的基本WIFI定位设计白天开灯率比普通照明系统低42%,晚上开灯率低25.82%。

鉴于高校实验建筑照明系统的控制现状,本文采用wifi远距离模块WIFI定位技术设计了实验建筑智能照明控制系统。照明系统采用改进的RSSI距离测量方法,提高了RSSI的准确性,采用改进的三边纹理定位算法,提高了WIFI定位的准确性,减少了环境和计算误差的影响。经实验证,本文设计的智能照明控制系统具有实时人员定位、自动控制照明设备、手动远程控制照明设备等功能,实现了高校实验建筑照明系统的智能控制和照明节能要求,为其他建筑室内照明系统的控制设计提供了新的思路。
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