照明系統(tǒng)隸屬于智能家居中的一個子系統(tǒng)，也可以單獨使用。照明系統(tǒng)能控制不同生活區(qū)域不同場合的各種照明效果輕松解決家居節(jié)能問題、提高生活品質(zhì)。生活中常常遇到這樣的問題，當在客廳中看電視或讀書時并不需要太強烈的照明光線不得不關(guān)掉客廳大燈開啟光線相對較暗用于滿足看電視或讀書需要的其他燈具。為了滿足不同場合的照明要求，需要安裝多種燈具，這給燈具控制帶來極大的不方便。

　　照明系統(tǒng)控制方式的解決方案分為有線方式和無線方式。有線方式包括電力線載波的X-10  和CEBUS、電話線方式的HomePNA、以太網(wǎng)方式IEEE802.3 以及專用總線方式的LONWORKS 和IEEE1394  等等。其中用電力線作為網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸介質(zhì)的優(yōu)點是：不需要另外布設(shè)電纜，降低施工難度；缺點是傳輸速率只有300Kbps，難以滿足視頻和音頻信號的傳輸，保密性差，接入設(shè)備昂貴等。無線方式包括紅外線方式的IrDA、無線局域網(wǎng)方式的IEEE802.11  系列、家庭射頻技術(shù)的HomeRF、藍牙的IEEE802.15.1、ZigBee 的IEEE802.15.4  等等。無線方式解決了布線的難題，同時也能滿足視頻和音頻信號的傳輸。本文以2.4G 射頻技術(shù)為基礎(chǔ)介紹一種智能家居照明系統(tǒng)。

　　本方案采用STC12C5A08AD 作為MCU控制器，STC12C5A08AD 是新一代單片機，采用第6代保密技術(shù)，程序燒寫后無法解密，增強了保密功能。速度比普通的8051單片機快8~12 倍，內(nèi)建4個16位定時器，功耗比較低。MCU  的控制信號通過光耦控制可控硅來控制燈具的明亮程度，在強電控制接口加有電流檢測回路，檢測強電電流的大小，用作檢測反饋。通訊方式采用2.4G  無線通信模塊，無需布線，降低成本，控制方式靈活，遙控范圍廣，通訊速度快。本方案一共可以控制12 路燈具，適用于家庭照明控制。

　　2.4G 藍牙模塊電路設(shè)計

　　目前用于2.4GHz 通訊的通用芯片常見的有nRF2401無線芯片模組，RFW102無線芯片模組等。根據(jù)設(shè)計需求及成本考慮，本設(shè)計中采用nRF2401進行無線數(shù)據(jù)傳輸。nRF2401是一個單片無線收發(fā)一體芯片，工作在2.4GHz ISM  頻段，完全集成功率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)整電路。采用QFN24 5×5 毫米封裝，應(yīng)用電路使用外圍元件少；采用FSK 調(diào)制方式，125個頻道，能滿足多頻及跳頻需要；傳輸速率高達1Mbps，具有高數(shù)據(jù)吞吐量；功耗低，電源電壓1.9V~3.6V  滿足低功耗設(shè)計需要；芯片內(nèi)部設(shè)有專門穩(wěn)壓電路，使用各種電源包括DC/DC 開關(guān)電源均有較好的通信效果。

　　圖2 2.4G 通訊電路

　　智能照明控制電路設(shè)計

　　常用的調(diào)光方法有：脈沖寬度調(diào)制（PWM）調(diào)光法、改變半橋逆變器供電電壓調(diào)光法、脈沖調(diào)頻調(diào)光法、脈沖調(diào)相調(diào)光法和可控硅相控調(diào)光法。可控相控調(diào)光法具有體積小、價格合理和調(diào)光功率范圍寬等優(yōu)點，本系統(tǒng)最終采用可控硅相控調(diào)光來調(diào)節(jié)燈具的明亮程度。

　　應(yīng)用可控硅相控原理，通過控制可控硅的導(dǎo)通角，將電網(wǎng)輸入的正弦波電壓斬掉一部分，以降低輸出電壓的平均值，達到控制燈具供電電壓，從而實現(xiàn)調(diào)光。可控硅相控調(diào)光對照明系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)速度快，調(diào)光精度高，調(diào)光參數(shù)可以分時段實時調(diào)整。由于調(diào)光電路主要是電子元件組成，相對來說體積小、設(shè)備質(zhì)量輕、成本低。可控硅相控調(diào)光電路如圖3  所示。單片機的控制信號經(jīng)74HC04反相后送到光耦MOC3023，光電隔離后輸入到可控硅T16C6F 的控制極，控制可控硅的導(dǎo)通角，實現(xiàn)調(diào)光。

　　圖3 可控硅相控調(diào)光電路