一套基于ZigBee的室內智能照明系統設計

　　終端控制模塊包括繼電器模塊和PWM 模塊。繼電器模塊利用三極管來(lái)放大驅動(dòng)能力，通過(guò)CC2530上的IO 口輸出高低電平來(lái)控制繼電器開(kāi)合或者斷開(kāi)，從而實(shí)現對LED 的開(kāi)關(guān)。PWM 模塊可以控制LED 燈的亮度，CC2530 芯片可以輸出頻率為200 Hz，占空比可以從1%～100%的可調的PWM波。

　　無(wú)線(xiàn)遙控模塊是基于終端控制節點(diǎn)設計的，它可自動(dòng)搜尋ZigBee 網(wǎng)絡(luò )，并加入到網(wǎng)絡(luò )中建立通信關(guān)系，使自己成為其中的一個(gè)節點(diǎn)，進(jìn)而對整個(gè)照明系統進(jìn)行遙控。遙控節點(diǎn)模塊由PIC16F886 單片機讀取4×4 鍵盤(pán)的值，通過(guò)串口發(fā)送給CC2530+CC2591 模塊，然后發(fā)送給協(xié)調器，協(xié)調器發(fā)給需要控制的燈的節點(diǎn)。

　　4 軟件設計

　　軟件設計包括上位機的設計和下位機的設計。下位機又包括協(xié)調器軟件設計和終端節點(diǎn)的軟件設計。

　　界面包括每個(gè)節點(diǎn)燈的狀態(tài)顯示，用戶(hù)的控制操作?？刂撇僮靼? 種模式：整幢樓同時(shí)開(kāi)關(guān)，整層樓同時(shí)開(kāi)關(guān)，整個(gè)房間同時(shí)開(kāi)關(guān)，單個(gè)燈的開(kāi)關(guān)，單個(gè)燈的PWM 控制。界面設計的流程如圖4 所示，圖5 所示則是上位機的界面圖。

　　本系統中協(xié)調器的兩大主要功能是建立網(wǎng)絡(luò )和進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )管理。ZigBee 協(xié)調器主要負責建立ZigBee 網(wǎng)絡(luò )、分配網(wǎng)絡(luò )地址和維護綁定列表。協(xié)調器通過(guò)掃描一個(gè)空閑信道來(lái)創(chuàng )建一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò )，維護一個(gè)目前連接設備的網(wǎng)絡(luò )列表，支持獨立掃描程序來(lái)確保以前的連接設備能夠重新加入網(wǎng)絡(luò )。輪詢(xún)程序一直掃面串口函數，當串口有數據發(fā)送過(guò)來(lái)時(shí)，先判斷是控制指令還是數據接收指令。如果是控制指令，則發(fā)送給指定的終端節點(diǎn);如果是數據接收指令，則將數據傳給上位機界面。

　　協(xié)調器的軟件流程圖如圖6 所示。

　　終端節點(diǎn)的任務(wù)主要是接收來(lái)自協(xié)調器的指令，并根據這些指令執行相關(guān)的操作。它會(huì )一直采樣光強值，并能夠實(shí)時(shí)根據光強值，改變輸出PWM 值，每次改變都會(huì )反饋給上位機。終端節點(diǎn)會(huì )采樣電池的電壓，當電壓低于2.2 V 時(shí)，發(fā)送消息給上位機界面，提醒用戶(hù)更換電池。終端節點(diǎn)的軟件流程圖如圖7 所示。

　　5 結語(yǔ)

　　本文利用ZigBee 技術(shù)設計的室內照明系統，實(shí)現了燈光的單控、組控、全控和自適應調節，提高了照明系統的智能化，大大降低了照明的能耗。測試結果表明，本系統工作穩定，運行效果良好，具有很好的發(fā)展前景。