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《基于zigbee的室內(nèi)智能照明系統(tǒng)設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、基于ZigBee的室內(nèi)智能照明系統(tǒng)設計 摘要：隨著人們對智能化生活需求的提高，傳統(tǒng)的室內(nèi)照明系統(tǒng)存在的布線復雜、電能浪費、不能遠程控制等諸多問題已經(jīng)無法滿足人們需求。為此，文章提出一種基于ZigBee技術的室內(nèi)智能照明控制系統(tǒng)設計方案。系統(tǒng)主要采用集射頻與微控制器于一體的片上系統(tǒng)CC2530為核心器件，實時采集現(xiàn)場光照強度調(diào)節(jié)照明光強、紅外感應人體活動自動開關照明。實驗測試表明，該系統(tǒng)操作方便、反應靈敏、更具人性化和節(jié)能等特點?！ ￡P鍵詞：ZigBee；智能照明；CC2530 1概述 隨著無線通信技術的發(fā)展，各種智能設備與智能家居解決方案不斷
2、推出，其中照明系統(tǒng)解決方案更是百花齊放。市場上的應用最為廣泛的聲控燈，其每一盞燈與聲控、光控、時鐘元件串聯(lián)在一起組成一個閉環(huán)被動執(zhí)行系統(tǒng)，當有一定大小的聲音傳入且環(huán)境光線較弱時，燈被點亮，延時一定時間后熄滅，看似已經(jīng)實現(xiàn)了照明設備的自動化，但這種控制僅僅適合樓道等場景使用，同時在點亮的時候需要一定大小的聲音，夜間容易產(chǎn)生噪音干擾，也容易被其他聲音干擾誤點亮。ZigBee技術應用于智能照明系統(tǒng)，能使系統(tǒng)中所有的照明設備在短距離內(nèi)自動組網(wǎng)，由協(xié)調(diào)器實現(xiàn)終端無線控制。各個照明設備也能實時判斷環(huán)境光線的強弱和是否有人員進入，做到感應開啟。這一控制系統(tǒng)不需要
3、特定環(huán)境，也無需重新布線，只要對既有線路稍微做出更改便可實現(xiàn)無線智能控制。簡便的操作、便宜的價格、適用于大部分照明場景?！ ?ZigBee技術 ZigBee是一種短距離、低復雜度、低耗能、低速率、低成本的無線短距離雙向網(wǎng)絡通信技術。因此具有廉價的市場定位，非常適合在照明系統(tǒng)中應用?！ igBee技術介于無線標記和藍牙之間的技術方案工作組，主要用于近距離無線連接，采用IEEE802.15.4技術標準。一個基于ZigBee的無線個人域網(wǎng)能支持高達254個節(jié)點。ZigBee采用自組網(wǎng)方式實現(xiàn)組網(wǎng)，在整個網(wǎng)絡范圍內(nèi)，節(jié)點之間以接力的方式通過無線電波來實
4、現(xiàn)通信，通信效率非常高?！ igBee組網(wǎng)方式主要有三種拓撲結(jié)構：星型結(jié)構、簇狀結(jié)構和網(wǎng)狀結(jié)構。星型拓撲結(jié)構包括一個協(xié)調(diào)器和多個終端，沒有路由，近距離傳輸。本照明系統(tǒng)采用星型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構，由一個協(xié)調(diào)器和多個終端設備組成。在本ZigBee網(wǎng)絡中，協(xié)調(diào)器執(zhí)行命令的發(fā)送。協(xié)調(diào)器將控制命令發(fā)送到指定的節(jié)點，當指定的節(jié)點收到來自協(xié)調(diào)器的命令后，就做出指定的動作，而各個終端節(jié)點之間不能互相通信。 3系統(tǒng)硬件設計 本系統(tǒng)在架設ZigBee無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)時所選擇的硬件平臺是CC2530模塊ZigBee開發(fā)套件。CC2530內(nèi)部已集成了一個8051微處理器與
5、高性能的RF收發(fā)器。CC2350能以很低的成本建設強大的網(wǎng)絡節(jié)點，擁有較大的快閃記憶體，能存儲256B數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)主要分為協(xié)調(diào)器模塊和終端節(jié)點模塊。協(xié)調(diào)器模塊由ZigBee模塊和PC組成，終端節(jié)點模塊主要由ZigBee模塊、光敏傳感器、紅外傳感器和照明燈泡組成。控制策略結(jié)合ZigBee2007協(xié)議，終端節(jié)點實時采集照明現(xiàn)場的環(huán)境參數(shù)發(fā)送給協(xié)調(diào)器，經(jīng)過協(xié)調(diào)器上CC2530芯片的邏輯分析后，發(fā)回操作指令給終端節(jié)點。PC上位機也可實時顯示環(huán)境參數(shù)信息，對照明設備進行集中管理和控制。使用的主要硬件包括ZigBeeCC2530芯片模塊、HC-SR501型紅外
6、電傳感器、5549光敏傳感器、燈泡、RS232串口通信線、YL-781路繼電器、PC機、電源、下載線等。硬件原理圖如圖1所示。 4系統(tǒng)軟件設計 使用TI公司開發(fā)的基于IEEE802.15.4標準的Z-Stack協(xié)議棧，僅僅需要設計各個節(jié)點的應用層軟件即可。網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器初始化網(wǎng)絡后，終端節(jié)點與協(xié)調(diào)器完成網(wǎng)絡連接的過程，成功組建ZigBee星型網(wǎng)絡。光敏傳感器對室內(nèi)光照強度進行實時采集，并將采集的光強信息傳給終端ZigBee模塊，終端ZigBee模塊又將此信息發(fā)送給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器通過串口將數(shù)據(jù)送到上位機顯示，同時，協(xié)調(diào)器對光強信息進行分析判斷，當光強
7、高于既設閾值時點亮燈泡，小于則熄滅。此模式還要判斷是否有紅外感應的情況下執(zhí)行，當沒有紅外感應時，燈泡一直處于熄滅狀態(tài)?！ ”菊撐膶嵨锸褂瞄_發(fā)板P0.4口和P0.5口作為電磁繼電器的信號輸入端，設定高電平時繼電器斷開，低電平時繼電器吸合。主要應用ZigBee協(xié)議棧SampleApp_Init（）用戶任務初始化函數(shù)，設置程序發(fā)送數(shù)據(jù)的方式和目的地址尋址模式，定義設備用來通信的APS層端點描述符；SampleApp_ProcessEvent（）用戶應用任務的事件處理函數(shù)，處理用戶按鍵任務；SampleApp_SendPeriodicmessage（）分析
8、發(fā)送信息函數(shù)，調(diào)用AF_DataRequest將數(shù)據(jù)無線廣播出去；SampleApp_MessageMSGCB（）分析接收
