基于蓝牙Mesh技术的车库照明控制系统

基于蓝牙Mesh技术的车库照明控制系统

张海斌

广州市番禺奥莱照明电器有限公司广东广州511434

摘要：针对现在车库照明系统采用的普通开关方式控制或者使用单独灯具增加传感器来控制灯具的现状，提出了一种基于蓝牙Mesh技术，红外传感器和手机APP设置的一种大型车库智能照明控制系统，通过该系统可以提前照亮汽车可能形式的方向，并在汽车离开后关闭亮灯。本文介绍该系统的结构，运行方式效果，APP设置方式。

关键词：智能照明，蓝牙Mesh，手机APP，红外传感器

随着国家的发展，汽车越来越多，各种停车场也越来越多，目前大部分停车场还是使用常规灯具来照明，灯具整天亮着，浪费很多电力。而通过蓝牙Mesh技术和红外传感器的组合，通过手机APP来设定蓝牙节点的状态，就可以形成一个智能车库照明系统，在汽车驶来时，自动点亮车前方可能行驶的一些路段的灯具，在汽车离开后一段时间，灯具自动进入20%亮度，提供基础照明，这样既可以节省电力，又可以保证安全。

1.系统的组成

该系统主要由带蓝牙Mesh功能的红外传感器和带蓝牙Mesh功能的灯具以及相应的手机APP组成。蓝牙Mesh模块使用SKB501模块.

2.系统的设计

该系统的基本设计思路是把红外传感器安装在每条路上靠近路口的地方，两头各一个，然后灯具按照需要间隔2-5米的距离安装在各条道路上。当汽车开过来的时候，红外传感器接收到移动信号，发送指令给传感器上的蓝牙蓝牙模块，蓝牙模块接收到指令后就发布一条无需确认且不转发的状态信息给周围的灯具。传感器周围的灯具接收到状态信息后开始使灯具亮度变成100%的亮度，并发出一条可转发的状态信息给下一个灯具，目的是使传感器周围的几条路的灯具一起转变成100%的亮度。然后灯具上的蓝牙模块再设置一个1分钟的定时关灯设置，就是在接收到开灯的状态信息1分钟后，灯具自动变回20%的亮度。如果在全亮的1分钟内再次接收到开灯的状态信息，则亮灯的时间也会从新接收到信息起开始计算，等1分钟后进入亮度20%的状态。

2.1红外传感器的设计

通过对周围很多停车场的观察，发现停车场里的路一般都是1-2车道，宽度大约3-6米，在路口前安装感应器，路口的传感器离对面车道最近的灯具的距离一般不会超过8米，而车位的长度一般是6米，所以两条车道之间的距离不会小于12米，还有为了能达到基本的照明效果，停车场里的灯具间隔一般在2-5米之间，所以我们设计红外传感器里的蓝牙模块的传输距离在10米左右，这样的传输距离下，靠近传感器的车道上的蓝牙模块可以接收到传感器发出的信息而远一些的车道上的蓝牙模块接收不到传感器发出的信息。经过多次测试，把蓝牙模块的发射功率调整到4dBm可以使传感器和灯具之间的通信距离达到10米左右。

一般停车场的限速是5km/h，也就是1.4m/s，所以我们设计红外传感器的感应距离是半径6m，也就是提前4.3s左右就把前面车有可能开往的方向的灯全部亮起来，使司机能提前清楚看清对面车道的情况，如果有问题能及时做出反应。

要使现有很多老停车场采用这个智能控制系统且不做大规模动工改造，就需要使用现有的电缆布线方案，而现有的停车场是没有为传感器单独布线的，所以我考虑使用干电池给感应器供电，这就需要整个传感器整体功耗很低才行，而红外传感器本身的功耗很低，只有几个微安，还有就设计传感器里面的蓝牙模块为低功耗节点，这样的话这个模块就一直处于空闲模式，只会在红外传感器接收到信号时才会转到发射模式，这样的功耗就会很低，就算使用干电池，根据传感器感应的频繁程度，也可以使用几个月到两年的时间才换电池。

根据上面的考虑，设计了红外传感器，红外传感器使用尼塞拉RE200B，传感器接受到的移动信号经过放大器放大后进入蓝牙模块，然后通过软件

算法判断感应距离，设计感应距离为6m。

2.2灯具的设计

由于现在很多老式停车场使用的还是T8节能灯管，现在这个方案使用的灯具也是基于T8灯管设计的。灯具使用隔离电源驱动给出2路电源，1路电源供应给LED灯珠，1路电源提供给蓝牙模块，在没有接收到亮灯指令前，蓝牙模块输出占空比为20%的PWM信号，控制驱动芯片OB3338使LED灯具的亮度为20%，当蓝牙模块接收到亮灯指令时，蓝牙模块就输出高电平，使灯具全亮，等收到亮灯指令1分钟以后，蓝牙模块就再次输出占空比为20%的信号，使灯具变回20%亮度，节省电力。

2.3APP的设计

为了使用方便，APP的使用非常方便，先是打开手机蓝牙，然后打开APP，APP会自动搜索附近的蓝牙灯具和传感器，然后点击其中一个图标，如果这个图标是灯具的话，相对应的灯具就会按照1HZ的频率开始闪烁，用户就会知道现在设置的是哪一个灯具，然后就会出来一个界面让用户输入一个三位数的编组名称，只要把同一条路上的灯具设置成相同的编组名称就行了，灯具里面的蓝牙模块会自动为编组名称相同的灯具分配相应的群组位址，当传感器发送亮灯指令时，接收到指令的灯具就会把这个指令在同一个群组里转发，使同一个群组的灯一起100%点亮；如果点的图标是感应器的话，感应器里面有一个红色指示灯就会闪烁60秒，然后就自动加入Mesh网络，不需要其他任何操作，这样一个基于蓝牙Mesh技术的智能车库照明系统就设置完成了。

2.4灯具的整体效果

当汽车开过来的时候，红外传感器在5米外探测到移动信号，发送指令给10米内邻近车道上的灯具，然后邻近车道上的灯具的亮度全部由20%变成100%，车子开过1分钟后，灯具重新变回20%亮度。效果图中，红点表示传感器，黄斑表示灯具100%亮度，为了能简单的看懂图片，车道上没有黄斑的地方

表示灯具的亮度为20%。效果图1中，车子在十字路口前6米左右的地方，十字路口方向的灯都亮了，而效果图2中车子在十字路口前6米左右的地方，十字路口方向的灯也都亮了，而且车库门口的灯变回了20%。

3结束语

针对现在车库照明系统采用的普通开关方式控制或者使用单独灯具增加传感器来控制灯具的现状，提出了一种基于蓝牙Mesh技术，红外传感器和手机APP设置的一种大型车库智能照明控制系统。该系统具有灵活方便、无需重新布线、节省电力，操作方便等特点，为大型车库的照明控制提供了一种新思路，提高了自动化水平，为工作人员提供了很大的便利。