李少雷
【摘 要】在研究传统智能照明控制系统的基础上，以Zigbee协议为平台，构建mesh网状网络实现网络化的智能照明控制系统。本文将对此系统的结构组成、硬件选择、软件设计以及Zigbee协议组建网络，这4个环节进行详细的阐述。本方案目的是可以作用到智能建筑区域化管理或室内的智能照明，达到节能减排的效果，更为其它的智能照明控制系统提供了重要的参考与借鉴。实验结果表明，在2480 MHz频率下传输，有墙等障碍物的情况下，节点的传输距离大约为30 m，能够满足家庭需要，且系统工作稳定。%Based on the research of traditional intelligent lighting control system, using Zigbee protocol as the platform, the re-alization of building intelligent lighting network control system in mesh mesh networks. In this paper, the composition and structure of this system hardware selection, software design and Zigbee protocol to set up the network, carries on the detailed e-laboration of the four links. The scheme aims to may be applied to the intelligent lighting intelligent building regional manage-ment or indoor, to achieve energy-saving emission reduction effect, provides a reference for more intelligent lighting control system of other. Experimental results show that the transmission in the 2 480 MHz frequency, a wall barriers, the node trans-mission distance of about 30 meters, to meet family needs, and the system is stable. 【期刊名称】《电子设计工程》 【年(卷),期】2015(000)019
【总页数】2页(P125-126)
【关键词】PWM;Zigbee;智能照明;节能 【作 者】李少雷
【作者单位】中国科学院电子学研究所 北京 100080 【正文语种】中 文 【中图分类】TN99
对于人们现在日益提高的生活水平以及人们对于照明越来越高的要求，促使了照明系统必须要向高效、环保、节能看齐，同时又要具备灵活、舒适、人性化的方向不断进步才行。伴随着计算机以及网络技术的加速发展，同时总线技术的愈发成熟，智能建筑也是得到了进一步的发展，在这些前提下，应运而生了“智能照明控制系统”这一概念。 1 设计方案
本文研究并设计出一套基于Zigbee技术的智能照明控制系统，该系统详细的介绍了控制系统的总体设计方案，硬件设备选型、Zigbee无线网络的组建及软件系统设计等内容。
从图1中可以看出，每个部分模块的作用如下：
中心计算机负责配置好ZigBee模块，使其能够正常使用组网，同时计算机使用控制软件来控制系统。
控制模块由 zigbee(Coordinator)、zigbee(Router)、转换模块组成。 zigbee(Coordinator)作为组网的中心协调器，是控制模块的心脏。
图1 智能照明系统结构图Fig.1 Intelligent lighting system structure diagram
zigbee(Router)作为组网的路由，收到协调器的指令，再将指令发送给转换模块，进而根据指令要求控制路灯开关或调节其亮度。 2 系统硬件设计与选择
本文的智能照明控制系统主要以单片机为核心，单片机型号选用JMDM-LED8DIOMR，其结构如图2所示。
从图2可以看出，该控制电路主要由光电隔离数字量输入（传感器）模块、Zigbee节点收发模块、灯管驱动控制电路、输入输出等相关部分构成。 图2 智能照明控制电路结构示意图Fig.2 Schematic diagram of intelligent lighting control circuit
当系统通过传感器，检测到照明光亮度后，先要将其数字化处理，然后发送给单片机，之后单片机就会根据得到的值，将产生的脉冲宽度调制信号发送到驱动控制电路中，从而去控制灯管上的电流大小，以便调整照明亮度使之与其相匹配。 3 智能照明控制系统软件设计
智能照明控制系统软件程序流程图如图3所示，可以看出，该系统每次开始之后，首先必须进行初始化，然后可以通过发送过去参数录入，来设定这次系统所需的照明值。反馈信息系统主要是根据传感器给的外部信息，调整照明值。 图3 智能照明控制系统软件程序流程图Fig.3 Intelligent lighting control system software program flow chart
本文所采用的调光方式为PWM方式，由于单片机系统不带PWM模块，因此需要模拟一个PWM信号，本文利用编写程序来模拟产生一个PWM信号。 该信号定义：产生200 Hz的PWM波，周期5 ms，分成20份，一个0.25ms。 11.059 2 MHz晶振，0.25ms---229个周期，调节范围20个档位，串口以16进制发送控制命令。
4 Zigbee模块的选择及无线网络组建
我们采用的是DRF系列的Zigbee模块。这系列的模块目 前 包 括 DRF1605、DRF1605H、DRF2617A、DRF2618-ZUSB、DRF2619A及相关配套底板，它是基于 TI公司CC2530F256芯片，运行ZigBee2007/PRO协议的ZigBee模块，它具有ZigBee协议的全部特点，这有区别于其它种类的ZigBee模块。
DRF系列的ZigBee模块的最大特点就是自动组网，上电即用。针对目前产品开发进度要求紧，市场变化快的特点，DTK推出了自动组网，上电即用的ZigBee模块，用户不需要了解复杂的ZigBee协议，所有的ZigBee协议的处理部分，在ZigBee模块内部自动完成，用户只需要通过串口传输数据即可，是目前市场上应用ZigBee最简单的方式。
一个由1个Coordinator+n个Router构成的Zigbee网路，总共支持9 331个节点，如图4所示。
图4 Zigbee模块无线网络组建示意图Fig.4 Schematic diagram of zigbeemodule ofwireless network construction 5 结论
本文将Zigbee技术应用在智能照明控制系统当中，对这个系统的软件与硬件分别进行了选择与设计，同时重点对系统方案、智能照明控制及Zigbee无线网络的组建结构进行阐述。本系统可以根据室内照明光的强度，来调节照明光的亮度，从而可以使室内具有高效、环保、节能的光照。与此同时，本系统采用了Zigbee控制方式，减少了许多工程，如布线铺设等。本系统的设计方案会对其它的智能照明控制系统提供参考与借鉴。
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