摘要
随着我国“双碳”战略的提出和推进，节能减排成为各行各业的重要目标。传统的工厂照明控制由于模式单调，缺乏智能化管理，无法针对不同功能区域进行个性化亮度调节，造成工厂照明用电能耗大，不能满足现代化工厂对绿色节能和智慧管理的需求。为此，本文开展基于物联网的工厂智能照明控制系统研究，采用ZigBee技术设计智能照明控制器，实现对工厂不同区域的照明环境参数采集和LED灯具控制；通过Wi-Fi无线通信技术，与云服务器进行信息交互；设计数据库和客户端，实现对工厂照明的远程控制和数据查询。此外，针对工厂环境特点，本文开展ZigBee网络路由优化算法研究，提高网络传输的可靠性。本文主要研究内容如下： （1）工厂智能照明控制系统设计。本文设计并构建基于物联网的工厂智能照明控制系统，系统由智能照明控制器和远程管理平台两部分组成。本文基于ZigBee设计智能照明控制器，实现照明环境参数采集、LED照明控制以及本地通信的功能；采用Wi-Fi通信模块联网，实现智能照明控制器与远程管理平台间的远程无线通信；基于阿里云服务器搭建远程管理平台，设计云服务器、数据库以及客户端，实现远程智能控制、数据存储和查询功能；搭建系统测试平台，对参数采集、LED照明控制、ZigBee可靠性、无线通信以及远程管理平台开展测试，并进行节能效果分析。测试结果表明，系统能够实现智能照明控制，具有照明节能效果。 （2）ZigBee网络路由算法优化。本文分析传统Cluster-Tree算法、AODVjr算法和ZBR算法的运行机制及优缺点，针对工厂环境下传统算法容易产生数据丢包、冗余RREQ分组以及传输时延的问题，提出ZigBee网络路由优化算法，通过在ZBR算法中加入基于加权的路径选取方法和冗余分组限制方法，提高分组投递率，减少冗余RREQ分组，缩短平均端到端时延。仿真结果表明，路由优化算法能够有效提高网络传输的可靠性。 综上所述，本文设计的工厂智能照明控制系统，能够针对不同功能区域、不同时间段实现智能控制，达到有效节能；开展的ZigBee网络路由优化算法研究，能够提高ZigBee网络传输的可靠性。
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