基于Zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的智能燈光跟隨系統
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3 系統的軟件設計
3．1 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的設計
系統中Zigbee節點(diǎn)的軟件設計移植了Z-stack協(xié)議棧，該協(xié)議棧提供了完整的路由協(xié)議，并對應用層是完全透明的，只需將數據下發(fā)至協(xié)議棧，協(xié)議棧便會(huì )自動(dòng)尋找路徑，因此在程序開(kāi)發(fā)上，主要是在Z-stack協(xié)議棧的基礎上，完成協(xié)調器節點(diǎn)和傳感器節點(diǎn)的程序設計。
1)協(xié)調器節點(diǎn)的軟件設計
協(xié)調器節點(diǎn)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的核心，負責網(wǎng)絡(luò )的建立和管理，工作流程圖如圖5所示。系統上電后，首先初始化硬件和協(xié)議棧，初始化完成后，協(xié)議棧掃描出一個(gè)合適的信道建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò )。當有設備請求加入時(shí)，協(xié)調器負責分配它一個(gè)16位的短地址，并允許加入網(wǎng)絡(luò )，組網(wǎng)完成后，協(xié)調器節點(diǎn)開(kāi)始接受從傳感器節點(diǎn)傳送過(guò)來(lái)的數據并通過(guò)串口傳至嵌入式控制器。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/159594.htm
2)傳感器節點(diǎn)的設計
傳感器節點(diǎn)工作流程圖如圖6，其主要通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸的方式，將采集到的人員信息送至協(xié)調器節點(diǎn)。完成CC2430的初始化后，開(kāi)始掃瞄信道，尋找到合適的網(wǎng)絡(luò )，發(fā)進(jìn)加入網(wǎng)絡(luò )信息，得到確認后，開(kāi)始進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待定時(shí)器喚醒，收到喚醒指令后，開(kāi)始通過(guò)傳感器采集信息，并發(fā)至其父節點(diǎn)。
3．2 嵌入式控制器的軟件設計
PXA270通過(guò)串口接收Zigbee節點(diǎn)采集到的信息，根據Zigbee的16位物理地址和相應采集到人是否存在的信息來(lái)確定人員的方位，工作流程如圖7所示，首先，檢測是否有節點(diǎn)返回有人存在的信息，如果無(wú)人存在，則把I／O口的輸出設置為低電平，使燈熄滅，否則，I／O設置為高電平，燈亮起，然后根據返回的Zigbee的物理地址，判斷是哪個(gè)節點(diǎn)返回的信息，從而確定人員存在的大致方位，進(jìn)而控制舵機轉動(dòng)，使燈光照向這個(gè)方位。
4 系統測試
實(shí)驗時(shí)，在實(shí)驗室搭建了1個(gè)小的模型，其中的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )包含1個(gè)協(xié)調器節點(diǎn)和3個(gè)傳感器節點(diǎn)(Zigbee節點(diǎn)實(shí)物如圖8)，傳感器節點(diǎn)均勻地分布在走廊的兩側，PXA270和照明裝置(實(shí)物如圖9)放在了較高的柜子上。
Zigbee節點(diǎn)上電后，過(guò)了大約5 s，開(kāi)發(fā)板上的led顯示網(wǎng)絡(luò )建立完成，當人走過(guò)時(shí)，燈自動(dòng)的開(kāi)啟，舵機轉動(dòng)，照向人存在的方位，當人走動(dòng)的時(shí)侯，舵機隨之轉動(dòng)。當人離開(kāi)檢測區域時(shí)，照明裝置自動(dòng)熄滅，實(shí)驗結果表明，該系統可以正常工作。
5 結束語(yǔ)
文中采用無(wú)線(xiàn)傳感器技術(shù)、Zigbee技術(shù)、傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)和計算機技術(shù)構建智能燈光跟隨系統，實(shí)現對人體的檢測并使燈光跟隨人體移動(dòng)，從而達到節能環(huán)保的效果。本系統具有成本低、低功耗、檢測準確、實(shí)用性強等特點(diǎn)，非常適合在走廊、道路等場(chǎng)所使用，具有很好的經(jīng)濟效益和社會(huì )價(jià)值。目前，我們尚處在實(shí)驗階段，正在進(jìn)行產(chǎn)品化過(guò)渡。
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