基于WiFi的LED照明控制系统的研究与实现

【摘要】随着国家节能减排政策的实施与照明技术的发展，LED照明将在十年内取代白炽灯占据市场主导地位。基于各类通信技术和LED驱动控制技术的结合，LED照明控制技术呈现出多样化特征，目前LED驱动控制器的高成本限制了LED照明的发展。本文对基于WiFi的LED照明控制系统进行了研究与设计，重点设计了低成本的WiFi灯控节点，节点采用中端微处理器，在无操作系统的情况下实现了网络通信协议与无线网卡驱动，有效地降低了LED灯控系统的成本。该系统主要由WiFi灯控节点、WiFi接入点、以及Android灯控系统三部分组成，灯控节点嵌入到LED灯具中，并与Android灯控系统一同接入WiFi接入点实现WiFi组网，通过Android灯控系统的人机交互界面控制节点调灯，以无线方式进行LED远程调光。WiFi灯控节点是具备WiFi通信功能和局域脉宽调制LED功能的单灯控制节点，硬件设计包括STM32与无线网卡的接口电路、电源电路、天线电路几部分。软件部分包括Android控制部分、网络通信部分、数据处理部分、调光输出部分。在裁剪linux内核的88w8686网卡驱动的基础上编写了适合STM32的网卡驱动，包括下载网卡驱动固件、编写SDIO接口驱动、编写硬件接口层驱动，使能Marvell88W8686网卡芯片，使节点具备802.11无线通信功能；移植轻量级网络通信协议，使MCU具备处理802.3以太网通信功能；完成应用编程，通过套接字接收Android灯控系统指令，实现LED灯控功能。WiFi接入点采用USR-WIFI232-BWiFi模块和PIC16F1938MCU构建硬件平台，对PIC进行编程使能节点与Android接入，同时完成数据包的接收与转发。Android灯控系统基于eclipse平台上开发，包括登陆系统与灯控系统的设计，登陆系统涉及到数据库SQLite的操作、Button和seekbar等控件的设置，灯控系统的核心部分是与AP/节点网络通信的实现。最后，对整个照明控制系统进行测试，对系统的功能和性能进行了一系列验证。多组测试表明系统功能实现正常，工作稳定，能满足实际的应用需求。总的来说，本文完成了基于WiFi的LED照明控制系统设计的基本目标。
【作者】梁霄霄；
【导师】秦会斌；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】WiFi；LED照明控制系统；无线网卡驱动；轻量级网络通信协议；Android；

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