【文章內(nèi)容簡介】 度的薄片，并在它的兩面鍍上金屬電極，然后加電對其進行極化，這樣便制成了熱釋電探測元。由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測元也是有正、負極性的。該傳感器將兩個極性相反、特性一致的探測元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。它利用兩個極性相反、大小相等的干擾信號在內(nèi)部相互抵消的原理來使傳感器得到補償。對于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個探測元上，從而使傳感器輸出電壓信號[10]。如今，熱釋電紅外傳感器已被廣泛運用于許多方面的解決方案之中。例如：過道、走廊的照明燈光控制、私人車庫照明、超市等。究其原因，除了其價便宜，成本較低外，還因為其功能實用度高，較為符合實際需求等原因。熱釋電紅外傳感器在照明系統(tǒng)控制、運動檢測、安防監(jiān)控中都有著不可替代的地位。 本課題中設計的實驗需要采用熱釋電紅外傳感器中的無源紅外傳感器（PIR傳感器），如圖25所示。圖25 PIR傳感器第3章 Zigbee無線智能燈光控制 Zigbee無線控制結(jié)構(gòu)采用樹狀簇型結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)布局及組網(wǎng)方式如圖31所示。 圖31 設計說明 傳感器電路由光敏傳感器和熱釋電紅外線傳感器組成，兩種傳感器，雙線程控制燈光，提高照明控制的智能化程度，可以根據(jù)不同場合在不同時段中不同的情景需求，準確、人性化地提供燈光節(jié)能策略。很好的解決傳統(tǒng)照明系統(tǒng)中單傳感器的不足，如室內(nèi)無人卻燈火通明。采用兩塊PCB進行無線傳輸控制，可以極大的擺脫空間上的束縛，有效的解決有線布線方式浪費意象派，影響室內(nèi)美觀，維修難度高的問題。Zigbee無線控制方式僅用兩塊功能板，功能板上集成了相關(guān)的光敏傳感器和熱釋電紅外線傳感器并有繼電器外接端口。一塊功能板用作信號發(fā)送，另一塊用作信號接收。本課題設計的照明系統(tǒng)控制的流程，首先由光照強度采集和室內(nèi)人員采集開始。當系統(tǒng)啟動時，光敏傳感器和熱釋電紅外傳感器同時運作，將檢測得到的光照度和人員信息以電信號形式，發(fā)送給終端CC2530芯片。CC2530接收信號后，根據(jù)設計過程中捎寫的程序，完成控制指令的判斷，并輸出控制指令。而后就是本設計中的特色環(huán)節(jié)，無線傳感網(wǎng)絡的建立。通過對Zigee協(xié)議棧的編寫和運用，建立點對點無線傳輸網(wǎng)絡。而后，終端輸出的控制指令通過無線傳輸，傳輸給接收端的CC2530芯片。協(xié)調(diào)器CC2530芯片根據(jù)設計過程中捎寫的接收端指令處理函數(shù)，判斷執(zhí)行何種指令并輸出相應的執(zhí)行命令，而與接收端相連的LED就能做出正確的反映。當傳感器檢測到的信號發(fā)生變化時，終端CC2530可以立刻接收并進行判斷，按照上文所述的途徑，完成新的指令傳輸，接收端也能立刻對接收指令做出相應的執(zhí)行操作。根據(jù)設置狀態(tài)掃描間隔時間，可以有效防止信號干擾，和無用的信號判斷。本課題設計的照明控制系統(tǒng)實現(xiàn)流程如圖32所示。圖32 系統(tǒng)運行流程圖 具體實現(xiàn)過程包括：（1） 光敏終端檢測到光照強度信息，若環(huán)境中光照強度不足，則光敏傳感器對應IO口的值為1，終端將發(fā)送的光照信息數(shù)據(jù)包內(nèi)容也為1。紅外傳感終端檢測室內(nèi)人員情況，若室內(nèi)有人，紅外信息輸出值為1，無人則輸出值為0.（2） 接收端分別接收光敏終端信息以及紅外傳感終端信息，即終端所發(fā)送出的數(shù)據(jù)包，并提取數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容。該部分為無線數(shù)據(jù)傳輸部分，通過對開發(fā)板編寫Zigbee點對點無線通訊協(xié)議，設置終端以及協(xié)調(diào)器的地址，并保證終端所發(fā)送數(shù)據(jù)僅能發(fā)送到指定地址的協(xié)調(diào)器，消除了在多個協(xié)調(diào)器情況下的信號誤傳問題以及干擾問題。（3） 進行環(huán)境判斷。接收端對數(shù)據(jù)包內(nèi)容進行邏輯判斷，當且僅當兩個數(shù)據(jù)包內(nèi)容且為1時，也就是說當前環(huán)境狀態(tài)為光照不足但室內(nèi)有人的情況，協(xié)調(diào)器上繼電器開通，繼電器通電指示燈亮起。若判斷出的環(huán)境狀態(tài)不是光照不足且室內(nèi)有人的狀態(tài)，則繼電器保持斷開，指示燈不亮。當系統(tǒng)開啟后，整個系統(tǒng)處于一個循環(huán)運作過程中，通過對Zigbee協(xié)議棧的編寫，可以改變對傳感器信息的采集時間，以此消除環(huán)境中干擾信號的影響。 系統(tǒng)軟件的實現(xiàn) 開發(fā)環(huán)境介紹IAREmbeddedWorkbench是一個非常有效的集成開發(fā)環(huán)境（IDE），它使用戶充分有效地開發(fā)并管理嵌入式應用工程。作為一個開發(fā)平臺，它具備任何在用戶每天的工作地方所想要的特性。IAREmbeddedWorkbench提供一個框架，任何可用的工具都可以完整地嵌入其中，這些工具包括：高度優(yōu)化的IARAVRC/C++編譯器；AVRIAR匯編器；通用IARXLINKLinker IARXAR庫創(chuàng)建器和IARXLIBLibrarian一個強大的編輯器；一個工程管理器；IARCSPYTM調(diào)試器，一個具有世界先進水平的高級語言調(diào)試器。嵌入式IAREmbeddedWorkbench適用于大量8位、16位以及32位的微處理器和微控制器，使用戶在開發(fā)新的項目時也能在所熟悉的開發(fā)環(huán)境中進行。它為用戶提供一個易學和具有最大量代碼繼承能力的開發(fā)環(huán)境，以及對大多數(shù)和特殊目標的支持。嵌入式IAREmbeddedWorkbench有效提高用戶的工作效率，通過IAR工具，用戶可以大大節(jié)省工作時間。圖33為IAREmbeddedWorkbench軟件界面。圖33 IAREmbeddedWorkbench軟件界面 系統(tǒng)初始化完成對單片機中的各模塊包括外設的相應控制寄存器中寫入正確的數(shù)據(jù)，設定各部分的工作方式。系統(tǒng)初始化主要包括LED初始化、USART(串口通訊)、光敏傳感器和I／O(一般輸入輸出端口)等的操作，設置相應的寄存器。本課題所設計系統(tǒng)需要使用兩個Zigbee模塊進行模擬實驗。兩個模塊分別設計捎寫不同的Zigbee協(xié)議棧語句。（1） 光敏傳感器終端代碼 本段代碼能夠?qū)崿F(xiàn)對光敏傳感器所檢測光信號的采集以及光照信息的無線傳輸。首先，光敏傳感器對光照度進行檢測，檢測信號將以電信號形式發(fā)給CC2530，之后經(jīng)過此段代碼，進行環(huán)境判斷，并輸出判斷結(jié)果信息至協(xié)調(diào)器，由協(xié)調(diào)器根據(jù)當前環(huán)境判斷信息進行控制指令判斷。void SampleApp_SendPointToPointMessage( void ) //點對點通信協(xié)議，使終端信息僅 能傳至與終端地址相同的協(xié)調(diào)器上//{ uint8 L。 //定義8位整形變量// if(P0_1==1) //判斷光敏電阻檢測信息，0為有光，1為 { 無光// L=1。 //當完成光信號判斷時，輸出的信號L } 由協(xié)調(diào)器接收，并完成指令的邏輯判斷// else { L=0。 } if ( AF_DataRequest( amp。Point_To_Point_DstAddr, //該if結(jié)構(gòu)體為Zigbee點對點通信協(xié)議 amp。SampleApp_epDesc, 的數(shù)據(jù)傳輸部分// SAMPLEAPP_LIGHT_CLUSTERID, //傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包類型// 1, //傳輸數(shù)據(jù)長度// amp。L, //傳輸數(shù)據(jù)L的內(nèi)容// amp。SampleApp_TransID, AF_DISCV_ROUTE, AF_DEFAULT_RADIUS ) == afStatus_SUCCESS ) { } else { //錯誤發(fā)送時，不傳輸數(shù)據(jù)// } } （2）紅外熱釋電傳感器終端代碼 本段代碼功能及作用與光敏終端代相似，對室內(nèi)有無人員情況進行判斷，并將判斷結(jié)果通過點對點通訊方式，發(fā)至協(xié)調(diào)器，供協(xié)調(diào)器進行控制指令判斷。define SAMPLEAPP_PEOPLE_CLUSTERID 3 //定于紅外信號數(shù)據(jù)包類型，傳輸編號，方便協(xié)調(diào)器端接收識別//void SampleApp_SendPointToPointMessage( void ) { uint8 L。 if(P0_5==1) //判斷熱釋電紅外傳感器檢測信息， { 0為無人，1為有人// L=1。 //用于協(xié)調(diào)器端進行指令判斷的數(shù)據(jù) } 內(nèi)容 else { L=0。 } if ( AF_DataRequest( amp。Point_To_Point_DstAddr, //紅外信號的點對點發(fā)送協(xié)議 amp。SampleApp_epDesc, SAMPLEAPP_PEOPLE_CLUSTERID, //所發(fā)送的L的數(shù)據(jù)類型 1, //L的數(shù)據(jù)長度 amp。L, //L的數(shù)據(jù)內(nèi)容 amp。SampleApp_TransID, AF_DISCV_ROUTE, AF_DEFA