【正文】 電子工業(yè)出版社。參考文獻1. 王群鋒 《基于無線網(wǎng)絡的智能照明系統(tǒng)研究》 碩士論文 2012年5月2. 王朝波 《Zigbee智能家居智能照明》 學士論文 2014年4月3. 譚成兵 《RFID技術(shù)在家庭農(nóng)場灌溉中的應用研究》 選自《電腦知識與技術(shù)》201308054. 劉欣茹 《ZigBee無線窗控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)》碩士論文 2014年12月5. 徐勇 《基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡的智能照明系統(tǒng)研究與設(shè)計》電氣系統(tǒng)設(shè)計的自組網(wǎng)功能,用戶可以控制協(xié)調(diào)器發(fā)送信號通過任何終端路由器到路由器節(jié)點,終端接收命令和PWM信號,實現(xiàn)多級調(diào)光系統(tǒng)中的所有燈具和情景模式控制功能,具有一定的實用價值。 上位機的測試打開上位機軟件，能顯示各個節(jié)點區(qū)域LED，并且能夠控制任何一個區(qū)域的LED，能夠順利在多個區(qū)域間進行切換。 系統(tǒng)測試系統(tǒng)測試是保障系統(tǒng)正常運行的重要步驟。這時，上位機需要對收集到地址信息進行查看。本課題的設(shè)計中，上位機通過串口來對協(xié)調(diào)器進行實時控制，可以通過上位機可以選擇控制一個區(qū)域也可以同時控制多個區(qū)域，并有很人性化的顯示界面提升用戶體驗。協(xié)調(diào)器檢測是否有節(jié)點要求加入網(wǎng)絡，如果接收到節(jié)點的加入請求，記錄下節(jié)點的地址，并建立綁定，同時向節(jié)點發(fā)出傳送數(shù)據(jù)請求，得到節(jié)點的確認后，協(xié)調(diào)器開始接收數(shù)據(jù)，最后通過RS232串口發(fā)送給上位機8。在請求得到確認后，繼電器節(jié)點將自身的地址信息發(fā)送給系統(tǒng)中的協(xié)調(diào)器，并自動與協(xié)調(diào)器進行綁定。LED的控制是本課題所設(shè)計的關(guān)鍵，是系統(tǒng)能否達到節(jié)能的關(guān)鍵所在，系統(tǒng)采用的是基于ZigBee技術(shù)的智能LED控制。 圖51 智能LED系統(tǒng)示意圖(1)在本系統(tǒng)中網(wǎng)關(guān)的作用是網(wǎng)間連接器和協(xié)議轉(zhuǎn)換器。ZigBee協(xié)調(diào)器的主要任務是進行分布式處理。本系統(tǒng)選用LED作為被控燈具,相比傳統(tǒng)的LED燈，在這里的LED燈具中集成了 CC2530微處理器、RF無線射頻模塊以及PT4115脈沖恒流驅(qū)動器。在該系統(tǒng)中傳感器采集模塊主要由以下內(nèi)部分組成：用于采集自然光照度的GL45I6光敏電阻，用于檢測人體移動目標的LHI787熱釋電紅外探頭,用于釆集環(huán)境溫度的DS18B20溫度傳感器組成。與傳統(tǒng)的條型碼、磁卡及IC卡相比，射頻卡具有非接觸、閱讀速度快、無磨損、不受環(huán)境影響、壽命長、便于使用的特點和具有防沖突功能，能同時處理多張卡片7。在系統(tǒng)中，有時也會出現(xiàn)顯示不正常，也為了調(diào)試方便，需要設(shè)計一個復位電路。JTAG 屬于在線編程，具體的做法是，先對芯片進行預編譯，沒問題后裝配到目標板上。 4) 串口連接電路 串行數(shù)據(jù)通信中數(shù)據(jù)位的傳送，按位順序進行，最少只需一根傳輸線即可完成；成本低但傳送速度慢。MSP430系列芯片的時鐘系統(tǒng)方框圖2) 傳感器電路 傳感節(jié)點的作用就是感知信息的，在本系統(tǒng)中傳感電電路的設(shè)計中使用了溫度方面的傳感器。MSP430F2619系列芯片的時鐘系統(tǒng)在本課題的設(shè)計中采用MSP430F2619微控制器模塊，該芯片是由德州儀器（TI）公司生產(chǎn)的64管腳PM包裝。例如向2個數(shù)碼管傳送顯示代碼，這時可以同時進行。當由于需求的更改而需要修改系統(tǒng)的部分設(shè)計時，設(shè)計者只需要進行少量的工作就可以完成。微控制器依靠所運行的程序來完成工作。 實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的路由與轉(zhuǎn)發(fā),擴大網(wǎng)絡覆蓋范圍216。 實現(xiàn)與數(shù)據(jù)中心/遠端用戶的通信。 可以通過短信的形式向感知節(jié)點發(fā)送查詢、控制命令,并接收感知節(jié)點反饋的信息。 實時地顯示家居環(huán)境信息（自然光照度）216。在該系統(tǒng)中,微處理器單元需要與光控模塊、射頻模塊、串口單元以及調(diào)試接口進行通信，是系統(tǒng)的核心部件。在本系統(tǒng)中,各部分的作用如下。 系統(tǒng)總體設(shè)計方案智能家居照明系統(tǒng)是一個較為復雜的系統(tǒng)，涉及到通信技術(shù)、智能控制技術(shù)以及計算機技術(shù)等方面，本課題經(jīng)過充分的認證后決定采用基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)來設(shè)計本系統(tǒng)。無線感知層：作為感知層方面來說系統(tǒng)應該能夠監(jiān)測室內(nèi)的溫度、濕度、室內(nèi)光照強度及設(shè)備電池電壓等環(huán)境信息,然后將感知到的結(jié)果通過系統(tǒng)中的接入節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)到遠端用戶或數(shù)據(jù)中心5。一方面讓用戶在適合的光照下生活學習，另一方面還要求系統(tǒng)具有節(jié)能功能以及用戶操作的方便性。在信標模式下，網(wǎng)絡中的所有設(shè)備的工作與休眠都是同步的，這樣做的目的是可以在最大程度上節(jié)省能源的消耗。圖23 樹狀拓撲結(jié)構(gòu) (3)網(wǎng)狀拓撲在在ZigBee網(wǎng)狀拓撲中，網(wǎng)狀拓撲是最復雜的一種方式，當然也是最靈活的一種方式，具有很好的容錯能力，如果某個路由路徑出現(xiàn)問題，信息可自動選擇他路徑進行傳輸。(3) 終端節(jié)點終端節(jié)點是Zigbee系統(tǒng)中的最小單元，其主要作用有：1）發(fā)送和接收信息；2）為了達到節(jié)能的目的，一般當終端節(jié)點不需要數(shù)據(jù)收發(fā)時，就會進入休眠狀態(tài)以降低能耗。三類網(wǎng)絡節(jié)點分別是網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器（Coordinator）、路由器(Router)和終端節(jié)點（End Device）；三種拓撲形式是星型拓撲、樹型拓撲和網(wǎng)狀拓撲；兩種工作模式為信標(Beacon)模式和非信標(Nonbeacon)模式。ZigBee協(xié)議提供數(shù)據(jù)服務和管理服務兩種服務接口，數(shù)據(jù)服務接口的主要任務是向上層提供所需的常規(guī)數(shù)據(jù)服務，管理服務接口的主要任務是向上層提供訪問內(nèi)部層參數(shù)、配置和管理數(shù)據(jù)的機制4。圖21 ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)從圖中可以看出，ZigBee協(xié)議從下到上分別為物理層(PHY)、媒體訪問控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網(wǎng)絡層(NWK)、應用層(APL)（應用支持子層和應用層）3。第二章 智能家居照明控制系統(tǒng)支撐技術(shù)——zigbee技術(shù) ZigBee概述ZigBee技術(shù)一種應用于傳輸距離短、速率低的電子設(shè)備間的無線通信技術(shù)。論文第二部分為“智能照明控制系統(tǒng)支撐技術(shù)——Zigbee技術(shù)”，該部分主要對Zigbee技術(shù)進行了具體的說明。（2）進行了相應的實地考察，理論與現(xiàn)實相結(jié)合，分析判斷考慮設(shè)計的整體框架。需要具有一定的理論基礎(chǔ)知識，還要求具有一定的動手實踐能力。智能照明系統(tǒng)因?qū)崿F(xiàn)可擴展，方便新設(shè)備能隨意接入網(wǎng)絡。根據(jù)人們的不同需求來實現(xiàn)智能化調(diào)節(jié)，目的就是實現(xiàn)人機合一。傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)只為人們提供必要的照度，智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計主要是為了解決傳統(tǒng)照明系統(tǒng)方面的不足。WiFi也是一種短距離的無線通信技術(shù)，主要用于數(shù)據(jù)傳輸量大，可靠性要求較高的場合（如無線局域網(wǎng)）等，但其成本較高、功耗很大?，F(xiàn)階段主要的無線短離距通信技術(shù)有ZigBee技術(shù)、UWB技術(shù)、藍牙技術(shù)、WiFi技術(shù)等?，F(xiàn)在隨著生活水平的提高，人們對生活品質(zhì)的追求也越來越高，因而對智能照明系統(tǒng)提出了新的要求，現(xiàn)在的智能照明控制系統(tǒng)大部分是由舞臺燈光控制系統(tǒng)演變而來，但隨著智能家居和樓宇自動化的發(fā)展，智能照明系統(tǒng)也開始從舞臺燈光控制向各種建筑物照明發(fā)展。但是作為智能建筑中的智能照明控制系統(tǒng)方面的發(fā)展卻相對比較滯后。而本文中將要使用的ZigBee技術(shù)則具有低成本、低功耗等特點，并且其在工作模式下，ZigBee傳輸速率較低，傳輸數(shù)據(jù)量很小，從而導致信號收發(fā)時間很短，另外當其處于非工作模式時，節(jié)