基于Zigbee無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議的智能燈光控制系統設計

本設計節點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)MCU均采用STM32W108芯片(如圖2所示)，該芯片是一個(gè)基于A(yíng)RM Cortex-M3內核的MCU與無(wú)線(xiàn)射頻(RF)結合的SoC，內部既有一般的MCU通用資源和外設，也有特殊的射頻模塊。該芯片集成了符合IEEE 802．15.4標準的2.4GHz收發(fā)器，具有很強的處理能力。Zig Bee協(xié)議棧封裝在EM250芯片中，STM32W108通過(guò)全雙工UART與EM250進(jìn)行通信，以實(shí)現組建無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和無(wú)線(xiàn)數據傳輸。
2．1 節點(diǎn)硬件設計
由圖3可知，節點(diǎn)硬件主要分為五個(gè)部分：控制器模塊、射頻模塊、電源模塊、傳感器電路和繼電器模塊。其中，一控制器模塊上面已經(jīng)說(shuō)明，采用STM32W108處理器。射頻模塊主要有3個(gè)部分組成：一個(gè)外置50／100阻抗匹配變壓器，實(shí)現STM32W108最佳負荷；一個(gè)由電感、電容組成匹配網(wǎng)絡(luò )，優(yōu)化RF性能；一個(gè)帶通濾波器，處理傳導諧波。電源模塊中，節點(diǎn)用電取自原燈具用電，為220AC轉5VDC。傳感器模塊包含兩個(gè)傳感器，一個(gè)是光亮度傳感器DLS305I，另一個(gè)是紅外線(xiàn)傳感器器LHI778。繼電器模塊由AIKS ARM2F-L繼電器組成。

2．2 網(wǎng)關(guān)硬件設計
圖4為網(wǎng)關(guān)硬件設計，與節點(diǎn)硬件不同的是，網(wǎng)關(guān)硬件增加了一個(gè)RS232／485接口電路，用于與上位機進(jìn)行通信，能夠把全網(wǎng)信息在組態(tài)網(wǎng)上顯示；兩個(gè)按鍵中，一個(gè)用于對STM32W108控制器進(jìn)行復位，另一個(gè)用于對RS232／485接口進(jìn)行切換；另外，LCD顯示單元，用于顯示系統工作狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò )建立狀態(tài)和無(wú)線(xiàn)數據發(fā)送狀態(tài)。