基于ZigBee的無線照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的有線照明系統(tǒng)功能單一、布線麻煩、可擴(kuò)展性差、節(jié)能效率低，已經(jīng)滿足不了當(dāng)今生活的需要，于是無線智能照明系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。無線照明系統(tǒng)具有部署方便、靈活性高、維護(hù)成本低等特點(diǎn)。本文采用低功耗、低成本、低速率的短距離無線通信標(biāo)準(zhǔn)zigbee來組建無線照明網(wǎng)絡(luò)。 論文首先闡述智能燈光控制系統(tǒng)的發(fā)展概況，比較目前流行的幾種短距離無線通信技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，論述zigbee技術(shù)應(yīng)用于無線照明系統(tǒng)的可行性。隨后介紹了zigbee協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)與功能，分析Z-Stack協(xié)議棧結(jié)構(gòu)，對(duì)Z-Stack中的網(wǎng)絡(luò)地址分配算法，綁定過程，路由選擇機(jī)制及路由維護(hù)，信道配置等進(jìn)行深入的探討。 在以上工作的基礎(chǔ)上提出一種基于zigbee技術(shù)的無線照明系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)方案。硬件部分基于TI公司的CC2430芯片實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)。系統(tǒng)由一個(gè)協(xié)調(diào)器、少量路由器和若干終端節(jié)點(diǎn)組成。著重闡述節(jié)點(diǎn)的射頻模塊、光采集模塊、LED驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)過程。軟件方面，利用TI公司提供的開源協(xié)議棧Z-Stack，在此基礎(chǔ)上根據(jù)系統(tǒng)具體需求移植和修改協(xié)議棧代碼，編寫各類節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序。主要包括數(shù)據(jù)采集程序、光強(qiáng)控制程序、串口通信程序及數(shù)據(jù)收發(fā)程序的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了樹型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，具有自動(dòng)組網(wǎng)，設(shè)備動(dòng)態(tài)入網(wǎng)等功能。 經(jīng)測(cè)試，本文設(shè)計(jì)的無線照明系統(tǒng)中的燈節(jié)點(diǎn)能根據(jù)光強(qiáng)自適應(yīng)地調(diào)節(jié)燈光亮度，周期性采集室內(nèi)光強(qiáng)，及時(shí)響應(yīng)用戶的信息查詢、調(diào)光控制等命令。節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸可靠，通訊距離滿足需求。可以實(shí)現(xiàn)對(duì)燈節(jié)點(diǎn)的單控、全控以及調(diào)光控制，達(dá)到使照明系統(tǒng)更加便捷和節(jié)能的設(shè)計(jì)目的。