一套基于ZigBee的室內(nèi)智能照明系統(tǒng)設(shè)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放大驅(qū)動能力，通過CC2530上的IO 口輸出高低電平來控制繼電器開合或者斷開，從而實現(xiàn)對LED 的開關(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(diào)的PWM波。

　　無線遙控模塊是基于終端控制節(jié)點設(shè)計的，它可自動搜尋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節(jié)點，進而對整個照明系統(tǒng)進行遙控。遙控節(jié)點模塊由PIC16F886 單片機讀取4×4 鍵盤的值，通過串口發(fā)送給CC2530+CC2591 模塊，然后發(fā)送給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器發(fā)給需要控制的燈的節(jié)點。

　　4 軟件設(shè)計

　　軟件設(shè)計包括上位機的設(shè)計和下位機的設(shè)計。下位機又包括協(xié)調(diào)器軟件設(shè)計和終端節(jié)點的軟件設(shè)計。

　　界面包括每個節(jié)點燈的狀態(tài)顯示，用戶的控制操作。控制操作包括5 種模式：整幢樓同時開關(guān)，整層樓同時開關(guān)，整個房間同時開關(guān)，單個燈的開關(guān)，單個燈的PWM 控制。界面設(shè)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(tǒng)中協(xié)調(diào)器的兩大主要功能是建立網(wǎng)絡(luò)和進行網(wǎng)絡(luò)管理。ZigBee 協(xié)調(diào)器主要負責(zé)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(diào)器通過掃描一個空閑信道來創(chuàng)建一個新的網(wǎng)絡(luò)，維護一個目前連接設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)列表，支持獨立掃描程序來確保以前的連接設(shè)備能夠重新加入網(wǎng)絡(luò)。輪詢程序一直掃面串口函數(shù)，當(dāng)串口有數(shù)據(jù)發(fā)送過來時，先判斷是控制指令還是數(shù)據(jù)接收指令。如果是控制指令，則發(fā)送給指定的終端節(jié)點;如果是數(shù)據(jù)接收指令，則將數(shù)據(jù)傳給上位機界面。

　　協(xié)調(diào)器的軟件流程圖如圖6 所示。

　　終端節(jié)點的任務(wù)主要是接收來自協(xié)調(diào)器的指令，并根據(jù)這些指令執(zhí)行相關(guān)的操作。它會一直采樣光強值，并能夠?qū)崟r根據(jù)光強值，改變輸出PWM 值，每次改變都會反饋給上位機。終端節(jié)點會采樣電池的電壓，當(dāng)電壓低于2.2 V 時，發(fā)送消息給上位機界面，提醒用戶更換電池。終端節(jié)點的軟件流程圖如圖7 所示。

　　5 結(jié)語

　　本文利用ZigBee 技術(shù)設(shè)計的室內(nèi)照明系統(tǒng)，實現(xiàn)了燈光的單控、組控、全控和自適應(yīng)調(diào)節(jié)，提高了照明系統(tǒng)的智能化，大大降低了照明的能耗。測試結(jié)果表明，本系統(tǒng)工作穩(wěn)定，運行效果良好，具有很好的發(fā)展前景。