基于wifi遠距離模塊定位高校實驗樓的智能照明優(yōu)化設(shè)計，目前，大多數(shù)高校實驗建筑照明系統(tǒng)的控制基本上是手動操作的。當(dāng)自然光不足時，實驗者需要手動打開照明設(shè)備；當(dāng)光線好時，也會有燈光；人們離開后，燈光經(jīng)常發(fā)生。這些都造成了高校電力資源的浪費。在倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟的背景下，如何節(jié)約照明用電越來越受到相關(guān)學(xué)者的關(guān)注。近年來，由于智能、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、連接方便、網(wǎng)絡(luò)靈活、功耗小、成本低等特點，網(wǎng)絡(luò)通信、傳感器、微控制器等技術(shù)發(fā)展迅速，技術(shù)上支持了建筑照明控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。研究人員提出了大量的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計方案。

利用wifi遠距離模塊Zigbee技術(shù)設(shè)計了應(yīng)用于不同建筑的智能照明控制系統(tǒng)。為了實現(xiàn)建筑照明節(jié)能，采用照明WIFI技術(shù)設(shè)計了室內(nèi)智能照明控制系統(tǒng)。采用紅外照明系統(tǒng)設(shè)計。利用有線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)設(shè)計高校智能控制照明系統(tǒng)。利用傳感器技術(shù)設(shè)計適合不同應(yīng)用領(lǐng)域的照明智能系統(tǒng)。利用微控制器技術(shù)提出了照明智能系統(tǒng)的方案。上述研究增加了整個建筑照明系統(tǒng)的自動控制功能，但沒有細化為較小的照明區(qū)域，并研究了相關(guān)的控制功能。目前，移動智能終端技術(shù)和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)取得了許多令人滿意的成果。在此基礎(chǔ)上，基于移動對象的定位服務(wù)已廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。隨著WIFI技術(shù)的成熟和普及，學(xué)者們已經(jīng)開始研究WIFI定位及其應(yīng)用領(lǐng)域。

在建筑照明控制系統(tǒng)設(shè)計中，利用wifi遠距離模塊WIFI定位技術(shù)對室內(nèi)照明分區(qū)控制設(shè)計的分析研究基本上是空白的。本文以WIFI定位技術(shù)和改進RSSI測距技術(shù)為基礎(chǔ)，提出了改進的室內(nèi)分區(qū)質(zhì)量控制算法。具有室內(nèi)人員位置實時計算定位、室內(nèi)照明區(qū)域設(shè)備動態(tài)控制、遠程照明控制等功能，實現(xiàn)了高校實驗建筑照明系統(tǒng)的智能控制和照明節(jié)能的剛性要求。

本文實驗建筑智能照明系統(tǒng)是一套基于WIFI定位技術(shù)的智能控制系統(tǒng)，由感知層、通信層和管理層組成。感知層是整個智能照明系統(tǒng)實現(xiàn)wifi遠距離模塊WIFI站點定位數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)照明控制命令的執(zhí)行終端。它由待定位的WIFI站點和照明區(qū)域終端組成。待定位的WIFI站點是具有室內(nèi)人員WIFI功能的手機；照明區(qū)域終端可以收集WIFI站點發(fā)出的RSSI信號強度并上傳到通信層，同時執(zhí)行照明管理服務(wù)器發(fā)出的照明控制命令，打開和關(guān)閉室內(nèi)指定區(qū)域的照明設(shè)備。通信層是管理層和感知層的數(shù)據(jù)通道，為整個智能照明控制系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)和下行接收數(shù)據(jù)提供保障。

它主要由無線網(wǎng)、有線網(wǎng)、交換路由設(shè)備和AP控制器組成。AP控制器負責(zé)控制實驗建筑中的所有AP站點。管理層是實驗建筑照明控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心和管理控制中心，由照明管理服務(wù)器和管理終端組成，實現(xiàn)wifi遠距離模塊WIFI站點的實時定位、跟蹤、監(jiān)控和管理，負責(zé)按照預(yù)設(shè)的定位技術(shù)和算法定位各區(qū)域的上行距離數(shù)據(jù)，發(fā)布照明控制命令，遠程實時控制感知層的照明區(qū)域終端。同時，管理員可以實時監(jiān)控整個智能照明控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，及時優(yōu)先干預(yù)和控制突發(fā)照明事件。

高校實驗建筑智能照明控制系統(tǒng)中AP站點的布局由實驗室內(nèi)照明區(qū)確定。實驗室的一般面積約為60m2。實驗室分為6個照明區(qū)域，大空間實驗室可分為更多的照明區(qū)域。每個照明區(qū)域設(shè)置一個分區(qū)AP站點和一定數(shù)量的照明設(shè)備。分區(qū)AP站點需要沿著實驗室的角落和邊緣布置，分布均勻，并在實驗室的水平中線上增加兩個獨立的AP站點。根據(jù)幾何優(yōu)化定位算法的要求，每三個AP站點都可以定位移動設(shè)備。因此，在室內(nèi)AP站點布局中，盡量確保任何三個AP站點。

它之間形成了一個三角形。這樣，具有wifi遠距離模塊WIFI功能的人在實驗室活動時，其活動范圍總是落在三個AP站內(nèi)，便于準確定位。實驗室外走道頂部安裝了專用AP站，與室內(nèi)分區(qū)AP站形成無線局域網(wǎng)，負責(zé)數(shù)據(jù)通信。

本文設(shè)計的智能照明控制系統(tǒng)在系統(tǒng)初始化成功后，等待WIFI模塊啟動，WIFI模塊啟動后，整個照明系統(tǒng)開始工作。當(dāng)用戶的手機進入實驗室時，光敏傳感器檢測該區(qū)域的光強，并將結(jié)果發(fā)送給單片機。如果光強大于單片機的設(shè)定閾值（300lx），則單片機不會啟動照明驅(qū)動模塊；相反，實驗室所有照明區(qū)域終端中的WIFI模塊檢測室內(nèi)用戶手機發(fā)射的RSSI值，并將其發(fā)送的單片機處理成距離數(shù)據(jù)。所有單片機通過通信網(wǎng)絡(luò)將這些距離數(shù)據(jù)上傳到照明系統(tǒng)中的照明管理服務(wù)器。服務(wù)器使用改進的三邊質(zhì)心定位算法定位用戶的手機位置，定位結(jié)果處理成照明控制指令，并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定的照明區(qū)域終端，區(qū)域終端啟動照明驅(qū)動模塊，照明驅(qū)動模塊根據(jù)實時照明強度值調(diào)整照明設(shè)備功率值，滿足指定區(qū)域的照明要求。智能照明系統(tǒng)中的管理終端具有優(yōu)先管理和控制權(quán)，可以遠程手動控制實驗建筑中室內(nèi)區(qū)域LED照明設(shè)備的工作狀態(tài)。

為了驗證本文基于WIFI定位設(shè)計的高校實驗樓智能照明系統(tǒng)的功能，智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用于高校實驗樓內(nèi)部，并進行了系統(tǒng)定位精度和節(jié)能測試。

定位精度試驗：將實驗樓中的一個實驗室分為六個照明分區(qū)，根據(jù)上述應(yīng)用布局要求，在指定位置設(shè)置8個WIFI模塊，并在室內(nèi)指定位置使用10個用戶智能手機。并啟動。平面上測試用戶智能手機的定位精度。小誤差為0.05m，大誤差為0.34m，平均誤差為0.13m。系統(tǒng)節(jié)能試驗：將另一個數(shù)量和功率相同的照明設(shè)備與上述智能照明實驗室進行為期一個月的試驗運行比較。自動控制開燈率（開燈率=亮燈數(shù)/總燈數(shù)）。從表中的數(shù)據(jù)比較分析可以看出，智能照明系統(tǒng)的基本W(wǎng)IFI定位設(shè)計白天開燈率比普通照明系統(tǒng)低42%，晚上開燈率低25.82%。

鑒于高校實驗建筑照明系統(tǒng)的控制現(xiàn)狀，本文采用wifi遠距離模塊WIFI定位技術(shù)設(shè)計了實驗建筑智能照明控制系統(tǒng)。照明系統(tǒng)采用改進的RSSI距離測量方法，提高了RSSI的準確性，采用改進的三邊紋理定位算法，提高了WIFI定位的準確性，減少了環(huán)境和計算誤差的影響。經(jīng)實驗證，本文設(shè)計的智能照明控制系統(tǒng)具有實時人員定位、自動控制照明設(shè)備、手動遠程控制照明設(shè)備等功能，實現(xiàn)了高校實驗建筑照明系統(tǒng)的智能控制和照明節(jié)能要求，為其他建筑室內(nèi)照明系統(tǒng)的控制設(shè)計提供了新的思路。