[实用新型]基于传感器网络和自适应模糊控制器的智能照明系统

说明书

技术领域

本实用新型属于智能照明系统技术领域，尤其涉及一种基于传感器网络和变结构自适应模糊控制器的智能照明系统。

背景技术

现有的自动控制自然采光和灯光照明系统，通常采用智能控制方式来实现采光和照明的优化，使用最广泛的控制方式就是模糊控制。而传统的自然采光和灯光照明系统，虽然提供了较强的控制机制，但是由于缺乏对光线和环境信息的感知，常导致其最终的控制效果无法满足用户需求的问题；而且基本模糊控制算法中，查表法因程序简单、运算量少、速度快，在中低档单片机也能胜任的优点，在实时自动控制自然采光和灯光照明系统中得到了广泛应用，但它的缺点是存在稳态误差，控制面不连续和容易振荡。

实用新型内容

本方案提出了一种基于无线传感器网络和智能控制器的室内照明控制系统，以尽最大可能达到节能的目的。

本实用新型实施例是这样实现的，一种基于无线传感器网络和智能控制器的室内照明控制系统，该室内照明控制系统包括：

用于测量室内温度，照明和在房间里的人数，然后发送测量数据给系统的传感器；

用于接收传感器1测量的数据，并使用基于LabVIEW的虚拟仪器软件技术来分析，记录和监测环境数据，产生控制信息，然后通过ZigBee无线传感网络将控制信息输出，而且可以将来自传感器1的实时数据直接显示出来，并通过互联网将它们输出的基站PC机；

用于接收基站PC机的控制信息，实现住宅照明自动控制的人工照明控制器和采光控制器。

进一步，用于接收互联网传来的数据，并进行监控的远程监控中心。

本方案提出了一种基于无线传感器网络和智能控制器的室内照明控制系统，以尽最大可能达到节能的目的。采用ZigBee技术，将其嵌入智能照明控制，能够实现无线遥测，自动控制等功能；智能控制器由输入阶段，信息处理阶段和输出阶段组成，从传感器获得的信息作为输入，处理阶段调用适当的控制规则，并根据规则生成一个结果，然后将结果转换，返回到一个特定的控制输出值；其中无线传感器网络用来收集环境数据和传输的照明控制信号，获取的环境数据作为智能控制器的变量输入，智能照明控制系统建立了智能控制规则数据库；在模糊控制器方面，借鉴了积分能消除静差的原理，采用变结构控制和自适应的增量式控制来实现自然采光和灯光照明系统的智能控制。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的基于无线传感器网络和智能控制器的室内照明控制系统的结构框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了本实用新型实施案例提供的基于无线传感器网络和智能控制器的室内照明控制系统的结构。

该系统包括：

传感器1，用于测量室内温度，照明和在房间里的人数，然后发送测量数据给系统。

基站PC机2，是这个系统的控制中心，用于接收传感器1测量的数据，并使用基于LabVIEW的虚拟仪器软件技术来分析，记录和监测环境数据，产生控制信息，然后通过ZigBee无线传感网络将控制信息输出并发送到人工照明控制器和采光控制器3，而且可以将来自传感器1的实时数据直接显示出来，并通过互联网将它们发送到远程监控中心4。

人工照明控制器和采光控制器3，用于接收基站PC机2的控制信息，实现住宅照明自动控制。

远程监控中心4，用于接收互联网传来的数据，并进行监控。

传感器1，人工照明控制器和采光控制器3被放置在每个房间。首先系统使用传感器1来测量室内温度，照明和在房间里的人数，然后发送测量数据给系统，当测量数据经过基站时，基站PC机2使用基于LabVIEW的虚拟仪器软件技术来分析，记录和监测环境数据，产生控制信息，然后通过ZigBee无线传感网络将控制信息输出并发送到人工照明控制器和采光控制器3。基站PC机2还可以将来自传感器1的实时数据直接显示出来，并通过互联网将它们发送到远程监控中心4。

在模糊控制器方面，借鉴了积分能消除静差的原理，采用变结构控制和自适应的增量式控制来实现自然采光和灯光照明系统的智能控制。具体方案如下：

设控制器的输入为e和de，输出为u；

(1)当误差为|e|＜a或者|de|≥b时，采用输出为u的基本模糊控制器，通过查询表直接进行控制，充分发挥基本模糊控制器响应快的优点；