基於ZigBee無線監控系統的智慧型照明驅動電路研製與實現

簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表

研究生：	吳翊民 Yi-Min Wu
論文名稱：	基於ZigBee無線監控系統的智慧型照明驅動電路研製與實現 Design and Implement of a Wireless LED Lighting Control System by Using ZigBee Network Scheme
指導教授：	蕭弘清 Horng-Ching Hsiao
口試委員:	蕭鈞毓 none 胡能忠 none 魏慶德 nonoe
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	電資學院 - 電機工程系 Department of Electrical Engineering
論文出版年：	2014
畢業學年度：	102
語文別：	中文
論文頁數：	67
中文關鍵詞：	ZigBee 、無線監控系統、驅動電路、LED照明
外文關鍵詞：	Driver, Wireless lighting control, ZigBee, LED lighting system
相關次數：	點閱：198 下載：4
分享至:	分享至facebook 分享至twitter

查詢本校圖書館目錄查詢臺灣博碩士論文知識加值系統勘誤回報

上一筆

本論文旨在研製一套無線監控系統以及智慧型可變輸出發光二極體(Light-Emitting Diode, LED)驅動電路，透過ZigBee做為核心，改變ZigBee其中一組脈波寬度調變(Pulse Width Modulation, PWM)訊號的工作週期，以調整輸出電壓供給LED光源，並且也可以隨時監視光源的狀況；再使用另一組PWM訊號做數位調光，根據不同的時間與環境有不同的亮度改變。本研究使用Visual Basic撰寫無線監控介面，讓主控端可以隨時得知燈具情況，並以不同廠商的燈具做為實驗對象，實測數據顯示本研究可以提供具相容性的照明控制功能，驗證本系統的正確性與實用性，值得驅動電路以及無線監控系統研究者參考。
本論文主要應用在室內外照明系統上，讓燈具的使用可以更靈活，完全發揮LED的調光特性，此監控系統共有兩種調整光源亮度模式，其一為單獨模式，可以調整特定的燈具亮度，其二為群組模式，改變某個特定群組燈具的亮度，是邁向智慧照明的一大步。可變輸出LED驅動電路可以在光源故障時，維修人員可以換取一個相近瓦數的光源即可，大大增加了方便性。

The thesis focuses on developing a wireless monitoring and control system for LED lighting system which can supply an adjustable electrical output. The ZigBee wireless technique is adopted to generate the PWM signal, which in turn adjusting the driver output voltage to control and monitor the status of the LED light modules. Meanwhile, another PWM signal is used to dim the illuminance according to the light environment need. The thesis develops the wireless interface scheme by Visual Basic to monitor the status of the LED light modules. Experiment test demonstrated the compatibility and feasibility of the LED’s components from different manufacturers, is valuable for the drivers and wireless monitoring system designers.
The thesis is mainly used in indoor and outdoor lighting system development, to be a start of the smart lighting system. The monitoring system provides two control modes for dimming illuminance. The individual control mode provided dimming the luminous output of individual light luminaire. The group control mode can control the luminous output of the grouped luminaires. In limited power range, working with the variable output of the LED driver, we just need to replace a light module resembles the failure component. The actual measurement results shown in the final chapter shows both practicality and accuracy of the research.

摘要	I
Abstract	II
誌謝	III
目錄	IV
圖索引	VII
表索引	X
第一章	緒論	1
1	研究背景	1
2	研究動機與目的	2
3	文獻回顧	3
4	研究流程與方法	4
5	章節概述	5
第二章	ZigBee相關技術介紹	6
1	ZigBee簡介	6
2	ZigBee特性與比較	6
3	ZigBee應用範圍	7
3.1	ZigBee應用於環境監控	7
3.2	ZigBee應用於大樓自動化	8
3.3	ZigBee應用於智慧家庭	8
3.4	ZigBee應用於PC及周邊	8
4	ZigBee協定層架構	9
4.1	ZigBee實體層(PHY Layer)	9
4.2	ZigBee媒體存取控制層(MAC Layer)	10
4.3	ZigBee網路層(NWK Layer)	12
4.4	ZigBee應用層	12
5	ZigBee網路拓撲與裝置	13
6	ZigBee硬體架構	15
6.1	Texas Instrument CC2530晶片簡介	15
6.2	長高科技ZigBee模組介紹	16
6.3	長高科技ZigBee燒錄器	18
6.4	ZigBee模組UART母頭	18
6.5	ZigBee電流過流檢測模組介紹	18
7	ZigBee軟體環境	20
7.1	監控介面軟體Visual Basic介紹	20
7.2	ZigBee開發軟體 IAR Embedded Workbench 介紹	21
第三章	ZigBee監控流程與介面設計	22
1	監控架構說明	22
2	類比數位轉換器簡介	22
3	RS232串列埠簡介	23
4	軟體流程圖	23
4.1	監控介面傳送控制指令流程圖	24
4.2	監控介面燈具狀態監測流程圖	25
5	Visual Basic監控介面撰寫	25
5.1	監控介面介紹	26
5.2	監控介面設計	26
第四章	智慧型可變輸出LED驅動電路研製	31
1	電路架構方塊圖	31
2	橋式全波整流與濾波電路架構簡介	31
2.1	橋式全波整流電路簡介	32
2.2	中心抽頭式電路簡介	32
2.3	濾波電路架構簡介與實測波形	33
3	降壓電路架構簡介	34
3.1	LM317簡介	34
3.2	LM317基本電路介紹及實測波形	35
4	脈衝寬度調變(PWM)介紹	37
5	非反相放大器簡介	38
5.1	OPA548運算放大器簡介	38
5.2	非反相放大電路簡介	39
5.3	非反相放大電路實測波形	40
6	PWM數位訊號轉類比訊號電路架構簡介	41
6.1	低通濾波器(Low-pass Filter)簡介	41
6.2	電壓隨耦器簡介	41
6.3	PWM訊號轉類比訊號電路實測波形	42
7	電子抹除式可複寫唯讀記憶體(EEPROM)簡介	43
7.1	Inter-Integrated Circuit(I2C)簡介	43
7.2	AT24C08 IC簡介	44
8	可變輸出LED驅動電路實作	44
第五章	實作流程與相關數據	46
1	整體電路架構說明	46
2	智慧型可變輸出LED驅動電路實測數據	48
3	ZigBee監控介面調光實驗數據	53
第六章	結論與未來展望	64
1	結論	64
2	未來展望	64
參考文獻	65
附錄參考	67

                                

[1] 張枱謙，使用ZigBee技術於嵌入式系統之室內定位平臺開發，國立臺灣科技大學電子工程系碩士論文，民國97年。
[2] 鍾易霖，ZigBee技術應用於居家環境控制，國立臺灣科技大學電子工程系碩士論文，民國96年。
[3] 曹偉志，植基於ZigBee網路之電能管理系統研究，國立臺灣科技大學電機工程系碩士論文，民國100年。
[4] 劉軍希，地下停車場智慧型資訊導引系統之研究，國立臺灣科技大學電機工程系碩士論文，民國99年。
[5] 張智鴻，人工智慧應用於室內照明最佳化設計之研究，國立臺灣科技大學電機工程系碩士論文，民國95年。
[6] 劉冠顯，應用LED混光技術於全日光模擬研究，國立臺灣科技大學電機工程系碩士論文，民國96年。
[7] 廖科富，高速公路匝道LED導引燈系統規劃設計，國立臺灣科技大學電機工程系專題，民國102年。
[8] 李昕，應用三相電源之AC LED路燈照明影響研究，國立臺灣科技大學電機工程系碩士論文，民國102年。
[9] 陳文慶，LED路燈適用於道路照明裝置高度之研究，國立臺灣科技大學電機工程系碩士論文，民國99年。
[10] 鍾四維，高效能LED路燈之輸出疊加式單級驅動電路電源研製，國立臺灣科技大學電子工程系碩士論文，民國102年。
[11] 蘇俊傑，高效率200瓦LED路燈驅動電源研製，國立臺灣科技大學電子工程系碩士論文，民國100年。
[12] 陳啓銘，室內用LED照明光源模組與驅動電路介面電氣條件規格化之硏究，國立臺灣科技大學電機工程系碩士論文，民國101年。
[13] 吳冠宏，交流發光二極體驅動電路之分析與設計，國立臺灣科技大學電子工程系博士論文，民國101年。
[14] 張心樺，一般室內照明可調光LED驅動電路之研製，國立臺灣科技大學電子工程系碩士論文，民國100年。
[15] L. A. Coldren, S. W. Corzine, Diode Lasers and Photonic Integrated Circuits, Wiley series in microwave & optical engineering , 1995.
[16] C. C. Chen, C. Y. Wu, and T. F. Wu, “LED Back-Light Driving System for LCD Panels”, IEEE Twenty-First Annual Applied Power Electronics Conference and Exposition, pp. 381~385 March. 2006.
[17] Xichao Mo, and Yuanyue Zhang, “Consecutive PWM Driving Video LED Display System”, IEEE Proceedings of International Symposium on Circuits and Systems, Vol 2, pp. 1437~1439, June 1997.
[18] Masahiro Nishikawa, Yoichi Ishizuka, Hirofumi Matsuo, and Koichi Shigematsu, “An LED Driver Circuit with Constant-Output-Current and Constant-Luminance Control”, Annual International Telecommunications Energy Conference, pp. 1~6, Sept. 2006.
[19] Heinz van der Broect, Georg Sauerlander, Matthias Went, “Power driver topologies and control schemes for LEDs”, IEEE Twenty Second Annual Applied Power Electronics Conference, pp. 1319~1325, Fed. 2007.
[20] Mohan, N., T. M. Undeland and W. P. Robbins, “Power Electronics Converter, Application and Design”, Third Edition, Third Edition, John Wiley and Sons, Inc., 2003.
[21] Texas Instruments, http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa548.pdf
[22] Texas Instruments, http://www.ti.com/lit/ds/symlink/cc2530.pdf
[23] DMATEK, http://www.dmatek.com.tw/tn/pline/Manual_ZB2530-01N-01PA_20120407.pdf
[24] DMATEK, http://www.dmatek.com.tw/tn/pline/gcq-E360.htm
[25] ON Semiconductor, http://www.onsemi.cn/pub_link/Collateral/LM317-D.PDF
[26] Atmel, http://www.atmel.com/Images/doc3256.pdf

簡易檢索 / 詳目顯示

相關論文