【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 度的薄片，并在它的兩面鍍上金屬電極，然后加電對(duì)其進(jìn)行極化，這樣便制成了熱釋電探測(cè)元。由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測(cè)元也是有正、負(fù)極性的。該傳感器將兩個(gè)極性相反、特性一致的探測(cè)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(gè)極性相反、大小相等的干擾信號(hào)在內(nèi)部相互抵消的原理來(lái)使傳感器得到補(bǔ)償。對(duì)于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過(guò)安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個(gè)探測(cè)元上，從而使傳感器輸出電壓信號(hào)[10]。如今，熱釋電紅外傳感器已被廣泛運(yùn)用于許多方面的解決方案之中。例如：過(guò)道、走廊的照明燈光控制、私人車庫(kù)照明、超市等。究其原因，除了其價(jià)便宜，成本較低外，還因?yàn)槠涔δ軐?shí)用度高，較為符合實(shí)際需求等原因。熱釋電紅外傳感器在照明系統(tǒng)控制、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、安防監(jiān)控中都有著不可替代的地位。 本課題中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)需要采用熱釋電紅外傳感器中的無(wú)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(wú)線智能燈光控制 Zigbee無(wú)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(shè)計(jì)說(shuō)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(chǎng)合在不同時(shí)段中不同的情景需求，準(zhǔn)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(wú)人卻燈火通明。采用兩塊PCB進(jìn)行無(wú)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(fèi)意象派，影響室內(nèi)美觀，維修難度高的問(wèn)題。Zigbee無(wú)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(hào)發(fā)送，另一塊用作信號(hào)接收。本課題設(shè)計(jì)的照明系統(tǒng)控制的流程，首先由光照強(qiáng)度采集和室內(nèi)人員采集開始。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，光敏傳感器和熱釋電紅外傳感器同時(shí)運(yùn)作，將檢測(cè)得到的光照度和人員信息以電信號(hào)形式，發(fā)送給終端CC2530芯片。CC2530接收信號(hào)后，根據(jù)設(shè)計(jì)過(guò)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(shè)計(jì)中的特色環(huán)節(jié)，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的建立。通過(guò)對(duì)Zigee協(xié)議棧的編寫和運(yùn)用，建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)。而后，終端輸出的控制指令通過(guò)無(wú)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(shè)計(jì)過(guò)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(yīng)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(dāng)傳感器檢測(cè)到的信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，終端CC2530可以立刻接收并進(jìn)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(duì)接收指令做出相應(yīng)的執(zhí)行操作。根據(jù)設(shè)置狀態(tài)掃描間隔時(shí)間，可以有效防止信號(hào)干擾，和無(wú)用的信號(hào)判斷。本課題設(shè)計(jì)的照明控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程如圖32所示。圖32 系統(tǒng)運(yùn)行流程圖 具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括：（1） 光敏終端檢測(cè)到光照強(qiáng)度信息，若環(huán)境中光照強(qiáng)度不足，則光敏傳感器對(duì)應(yīng)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(cè)室內(nèi)人員情況，若室內(nèi)有人，紅外信息輸出值為1，無(wú)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(wú)線數(shù)據(jù)傳輸部分，通過(guò)對(duì)開發(fā)板編寫Zigbee點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線通訊協(xié)議，設(shè)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(gè)協(xié)調(diào)器情況下的信號(hào)誤傳問(wèn)題以及干擾問(wèn)題。（3） 進(jìn)行環(huán)境判斷。接收端對(duì)數(shù)據(jù)包內(nèi)容進(jìn)行邏輯判斷，當(dāng)且僅當(dāng)兩個(gè)數(shù)據(jù)包內(nèi)容且為1時(shí)，也就是說(shuō)當(dāng)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?jǐn)嚅_，指示燈不亮。當(dāng)系統(tǒng)開啟后，整個(gè)系統(tǒng)處于一個(gè)循環(huán)運(yùn)作過(guò)程中，通過(guò)對(duì)Zigbee協(xié)議棧的編寫，可以改變對(duì)傳感器信息的采集時(shí)間，以此消除環(huán)境中干擾信號(hào)的影響。 系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn) 開發(fā)環(huán)境介紹IAREmbeddedWorkbench是一個(gè)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(yīng)用工程。作為一個(gè)開發(fā)平臺(tái)，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(gè)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(kù)創(chuàng)建器和IARXLIBLibrarian一個(gè)強(qiáng)大的編輯器；一個(gè)工程管理器；IARCSPYTM調(diào)試器，一個(gè)具有世界先進(jìn)水平的高級(jí)語(yǔ)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(xiàng)目時(shí)也能在所熟悉的開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行。它為用戶提供一個(gè)易學(xué)和具有最大量代碼繼承能力的開發(fā)環(huán)境，以及對(duì)大多數(shù)和特殊目標(biāo)的支持。嵌入式IAREmbeddedWorkbench有效提高用戶的工作效率，通過(guò)IAR工具，用戶可以大大節(jié)省工作時(shí)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(duì)單片機(jī)中的各模塊包括外設(shè)的相應(yīng)控制寄存器中寫入正確的數(shù)據(jù)，設(shè)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(shè)置相應(yīng)的寄存器。本課題所設(shè)計(jì)系統(tǒng)需要使用兩個(gè)Zigbee模塊進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。兩個(gè)模塊分別設(shè)計(jì)捎寫不同的Zigbee協(xié)議棧語(yǔ)句。（1） 光敏傳感器終端代碼 本段代碼能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)光敏傳感器所檢測(cè)光信號(hào)的采集以及光照信息的無(wú)線傳輸。首先，光敏傳感器對(duì)光照度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)信號(hào)將以電信號(hào)形式發(fā)給CC2530，之后經(jīng)過(guò)此段代碼，進(jìn)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(dāng)前環(huán)境判斷信息進(jìn)行控制指令判斷。void SampleApp_SendPointToPointMessage( void ) //點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(cè)信息，0為有光，1為 { 無(wú)光// L=1。 //當(dāng)完成光信號(hào)判斷時(shí)，輸出的信號(hào)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(zhǎng)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(cuò)誤發(fā)送時(shí)，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(duì)室內(nèi)有無(wú)人員情況進(jìn)行判斷，并將判斷結(jié)果通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊方式，發(fā)至協(xié)調(diào)器，供協(xié)調(diào)器進(jìn)行控制指令判斷。define SAMPLEAPP_PEOPLE_CLUSTERID 3 //定于紅外信號(hào)數(shù)據(jù)包類型，傳輸編號(hào)，方便協(xié)調(diào)器端接收識(shí)別//void SampleApp_SendPointToPointMessage( void ) { uint8 L。 if(P0_5==1) //判斷熱釋電紅外傳感器檢測(cè)信息， { 0為無(wú)人，1為有人// L=1。 //用于協(xié)調(diào)器端進(jìn)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(hào)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(zhǎng)度 amp。L, //L的數(shù)據(jù)內(nèi)容 amp。SampleApp_TransID, AF_DISCV_ROUTE, AF_DEFA