基于zigbee的無線遙控臺燈

1、通信原理課程設(shè)計報告摘要: 鑒于 ZigBee 技術(shù)短距離、低功耗、低成本的技術(shù)特點(diǎn), 提出了基于 ZigBee技術(shù)的無線遙控臺燈的設(shè)計方案, 該系統(tǒng)的方案利用ZigBee無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)主控系統(tǒng)對終端臺燈的實(shí)時控制，具有遙控臺燈開關(guān)的功能。模擬試驗表明，本方案中所設(shè)計的系統(tǒng)操作簡單，人性化具有較佳的市場推廣價值。關(guān)鍵詞：遙控臺燈、zigbee、低功耗、cc25301. 課程設(shè)計任務(wù) 人們可以通過手中的Zigbee無線傳感器模塊實(shí)時遙控臺燈的開關(guān)，方便快捷，避免浪費(fèi)電能，大大節(jié)約了大量電能。2方案設(shè)計2.1設(shè)計要求 1、通過人們手中的便攜式無線傳感器的發(fā)射模塊的按鍵選擇發(fā)出相應(yīng)的對臺燈的控制信

2、號。2、利用無線傳感器的接收模塊來接收發(fā)射模塊的控制信號并作出相應(yīng)的處理，即在ZigBee的相應(yīng)引腳產(chǎn)生高低電平來驅(qū)動繼電器的開關(guān)。3、憑借繼電器的開關(guān)來控制臺燈供電電路的通斷，從而很好的控制臺燈的亮滅。22總體方案的設(shè)計1、設(shè)計題目：基于zigbee的無線遙控臺燈設(shè)計2、設(shè)計要求：1)通過人們手中的便攜式無線傳感器的發(fā)射模塊的按鍵選擇發(fā)出相應(yīng)的對臺燈的控制信號。2)利用無線傳感器的接收模塊來接收發(fā)射模塊的控制信號并作出相應(yīng)的處理，即在ZigBee的相應(yīng)引腳產(chǎn)生高低電平來驅(qū)動繼電器的開關(guān)。3)憑借繼電器的開關(guān)來控制臺燈供電電路的通斷，從而很好的控制臺燈的熄滅。3、儀器設(shè)備：繼電器、cc2530

3、芯片模塊、臺燈。4、設(shè)計內(nèi)容；4.1設(shè)計背景與基本原理：設(shè)計背景：隨著生活水平的提高人們對家用設(shè)備使用的使用的方便性提出了更高的要求在這里我們打算設(shè)計一款基于zigbee無線遙控臺燈，人們可以通過手中的Zigbee無線傳感器模塊實(shí)時遙控臺燈的開關(guān)，方便快捷，避免浪費(fèi)電能，大大節(jié)約了大量電能。 基本原理：ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術(shù)。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。 ZigBee是一種高可靠的無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，類似于CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)。ZigBee數(shù)傳

4、模塊類似于移動網(wǎng)絡(luò)基站。通訊距離從標(biāo)準(zhǔn)的75m到幾百米、幾公里，并且支持無限擴(kuò)展。ZigBee是一個由可多到65535個無線數(shù)傳模塊組成的一個無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺，在整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，每一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊之間可以相互通信，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75m無限擴(kuò)展。與移動通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)不同的是，ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要是為工業(yè)現(xiàn)場自動化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，因而，它必須具有簡單，使用方便，工作可靠，價格低的特點(diǎn)。而移動通信網(wǎng)主要是為語音通信而建立，每個基站價值一般都在百萬元人民幣以上，而每個ZigBee“基站”卻不到1000元人民幣。每個ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以作為監(jiān)控對

5、象，例如其所連接的傳感器直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，還可以自動中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過來的數(shù)據(jù)資料。除此之外，每一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(FFD)還可在自己信號覆蓋的范圍內(nèi)，和多個不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(diǎn)(RFD)無線連接。4.2方案設(shè)計原理： 系統(tǒng)分為發(fā)射模塊，按鍵控制模塊，接收模塊，繼電器模塊，臺燈模塊等。發(fā)射模塊采用Zigbee無線傳感器模塊，其MCU采用CC2530芯片，按鍵模塊用2個按鍵，用于進(jìn)行控制操作和復(fù)位。與發(fā)射模塊相同，接收模塊模塊同樣采用Zigbee無線傳感器模塊。繼電器模塊采用的是松樂繼電器SRD-05VDC-SL-C，利用接收模塊MCU的P1.0引腳驅(qū)動，驅(qū)動電路采

6、用典型的三極管驅(qū)動電路，通過控制繼電器的吸合來控制臺燈供電電路的通斷。4.3軟件設(shè)計 1）主程序設(shè)計 OS 圖4. 繼電器原理圖兩路繼電器連接方法1路繼電器連接方法實(shí)物圖4.3軟件設(shè)計： 1）工程簡介： 1)主程序設(shè)計： 圖1主程序流程圖在系統(tǒng)工作過程中，首先開啟兩個Zigbee無線傳感器模塊的電源，然后按下發(fā)射模塊的S1鍵即可對發(fā)出相應(yīng)的控制信號，例如按1次S1表示關(guān)閉臺燈，按兩次S1表示開啟臺燈，如此往復(fù)循環(huán)。 圖2 Z_stack軟件啟動流程Z-Stack 中操作系統(tǒng)是基于優(yōu)先級的輪轉(zhuǎn)查詢式操作系統(tǒng)，執(zhí)行流程圖如下圖所示:3）協(xié)調(diào)器創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)流程：4）終端節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)加入網(wǎng)絡(luò)流程：圖1 系統(tǒng)模

7、塊圖設(shè)計結(jié)果：1、目前設(shè)計出來的無線遙控臺燈可以實(shí)現(xiàn)無線遙控LED燈，當(dāng)終端模塊按下按鍵LED燈即會亮起。 7、實(shí)驗心得： 通過此次的通信原理課程設(shè)計讓我更加深入理解了以前課堂上學(xué)到的知識。還較深入了解了zigbee這門無線通信技術(shù)。不僅檢驗了所學(xué)還學(xué)到了新知識。在姚老師的高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求下我全力以赴不敢有絲毫僥幸心理。為了查到有關(guān)資料我兩次從圖書館借了6本有關(guān)zigbee的書籍。從基礎(chǔ)開始學(xué)zigbee。從開發(fā)環(huán)境的安裝，代碼的調(diào)試我都一絲不茍。答辯記錄：問題1：配置P0_4口為輸出口？答：P0SEL &0x10 P0DIR |=0x10 P0INP &=0x10問題2：AF_

8、DataRequest函數(shù)中各參數(shù)的含義？ 答：dstAddr-發(fā)送目的地址端點(diǎn)地址（端點(diǎn)號）和傳送模式 srcEP -源(答復(fù)或確認(rèn))終端的描述（比如操作系統(tǒng)中任務(wù)ID等）源EP cID -被Profile指定的有效的集群號 len -發(fā)送數(shù)據(jù)長度 *buf -發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū) *transID -任務(wù)ID號 options -有效位掩碼的發(fā)送選項 radius -傳送跳數(shù)，通常設(shè)置為AF_DEFAULT_RADIUS問題3：zigbee項目工程目錄各文件夾含義。答：APP：應(yīng)用層目錄，這是用戶創(chuàng)建各種不同工程的區(qū)域、 HAL：硬件層目錄，包含與硬件相關(guān)的配置和驅(qū)動及操作函數(shù)。MAC：包含MAC層的參數(shù)配置文件及其MAC的LIB庫的函數(shù)接口文件。 MT：實(shí)現(xiàn)通過串口可控各層，與各層進(jìn)行直接交互。 NWK：網(wǎng)絡(luò)層目錄，包含網(wǎng)絡(luò)層配置參數(shù)文件及網(wǎng)絡(luò)層庫的函數(shù)接口文件。OSAL：協(xié)議棧的操作系統(tǒng)。Profile：AF層目錄，包含AF層處理函數(shù)文件。Security：安全層目錄，包含安全層處理函數(shù)，比如加密函數(shù)等。Services：地址處理函數(shù)目錄，包括地址模式的定義及地址處理函數(shù)。Tools：工程配置目錄，包括空間劃