基于WiFi环境下LED照明智能化控制系统的设计与实现

【摘 要】本文以最普遍的Android系统为平台，结合Eclipse开发软件，设计了一款操作简单、功能齐全、界面友好的室内智能LED（Light-emitting diode）照明系统。在技术上，结合LED照明、无线WiFi（Wireless Fidelity）网络、通讯和自动化控制等多项技术，以实现LED照明的智能化控制，达到LED灯具组的灯光自启、切景设置和灯光亮度、色温自主调节的效果。本系统主要由Android智能终端，ESP8266智能WiFi模块、AP节点和LED灯具组四部分组成，具有操作简单，成本低及良好可扩展性等特点。

【关键词】WiFi；LED；ESP8266；智能照明

The design and realization of LED lighting inteligent control system in WIFI Environment

TANG Yuan-hong LI Yan LI Fei YE Fu-qiu SUN Jing

（College of Physics and Mechanical Engineering， Jishou University， Jishou Hunan 416000， China）

【Abstract】A simple， full-featured and user-friendly indoor intelligent LED（Light-emitting diode） illumination client software is designed through the Android platform and the developement software of Eclipse which is most common smart phones system in this paper. In the technology， combining with the lighting of LED， wireless network， communication， automation controlling and so on， we achieved the intelligent control of LED lighting， the auto starts， the setting of situation and the auto regulation of the luminance and color temperature of the LED lamps. This system is consisted of four parts which include the intelligent terminal of Android， the ESP8266 intelligent WIFI modules、the node of AP and LED lamps， it has the characteristics of simple operation， low cost and good expansibility.

【Key words】WiFi； LED； ESP8266； Intelligent lighting

0 引言

近年来，随着光电子技术、光电检测技术、控制工程信号处理元器件以及新型半导体发光材料的发展，LED（Light-emitting diode）照明技术的不断进步得到了各国的普遍重视，目前已被视为具有影响力和发展前景的一项新技术[1]。LED具有重量轻、体积小、节能、方向性好、动态变幻、寿命长、抗振、色彩丰富等优势而普遍适用于各种照明环境，随着LED光源技术、LED照明灯具、控制技术的不断创新，在很大程度上改变了传统的照明理念，使得LED照明向更加智能化的方向发展，包括LED照明的节能化、健康化、艺术化和人性化。随着社会需求的不断变化，促使传统的照明系统逐渐演变为当今融合各种计算机通信技术、微波电子以及传感器技术的智能照明系统[2-3]。如今市面上已经出现许多通过物联网控制LED照明的电子产品，其网络技术较先进，覆盖范围较宽。智能终端的大量出现，使得WiFi（Wireless Fidelity）无线网络得到普及，人们现在已经非常习惯和熟练使用基于wifi网络的多种产品[4]。并且采用简单的星状拓扑结构组成独立的WiFi局域网，具有组网简单且信号稳定的特点[5]。

随着现代照明技术不断进步和WiFi应用大众化，基于WiFi环境下的智能照明设施的价格将会逐渐降低，也会越来越受到普通民众的青睐。

本文在物联网基础上对led照明和WiFi技术做进一步研究拓展，将两者有机的结合在一起，使人们仅仅使用智能手机即可方便快捷的控制。本文提出了基于WiFi环境下LED照明智能化控制系统具体设计方案，利用WiFi作为信号传输的载体，ESP8266作为系统的控制中心，三基色LED作为照明灯具，从而实现WiFi环境下对目标LED照明灯具组远程无线调光。

1 设计系统概述

根据WiFi局域网控制的研究现状及相关的应用情况，结合LED照明、无线WiFi网络、通讯和自动化等多项技术，本设计系统旨在实现LED照明的智能化控制，达到LED灯具组的灯光自启、切景设置和灯光亮度、色温的自主调节。设计系统主要包括以下三个部分：

（1）负责传输控制信号的AP节点。结合无线局域网的组网特点及运作方式，建立WiFi局域网环境，它是控制信号进行传输的载体，使各系统间建立稳定、良好的信道。

（2）WiFi灯控节点。此部分主要由ESP8266模块和三基色LED灯具组构成。结合接入点模块的功能和实现原理，完成接入点功能模块的硬件设计；设置接收端口，接受用户的目标指令；设置LED恒流驱动装置，向LED灯具组传输响应信号，以实现调光。