智能家居照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、能家居照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)11精品文檔本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目智能家居照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院電信學(xué)院專業(yè)電子信息工程班級(jí)電子信息工程統(tǒng)本（01）班學(xué)號(hào)121040110119學(xué)生姓名謝國(guó)鑫指導(dǎo)教師田新志完成日期2016年5月西安思源學(xué)院教務(wù)處制二0一六年五月收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除人們?nèi)粘Ｉ钫彰魇潜夭豢缮俚?，隨著老百姓生活水平的提高，普通照明達(dá)不打那種隨心所欲的要求，并且電子的發(fā)展，通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為智能照明控制系統(tǒng)提供了條件，具有廣闊的發(fā)展前景。本課題中所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中使用CC253a乍為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,MSP430F261g散控制器芯片作為處理器，并結(jié)合TI公司Z-堆棧協(xié)議棧來(lái)實(shí)現(xiàn)

2、打開和關(guān)閉以及控制LED燈泡。本設(shè)計(jì)在上位機(jī)通過(guò)節(jié)點(diǎn)之間關(guān)系的靈活配置進(jìn)而能達(dá)到智能控制。本設(shè)計(jì)中的電氣系統(tǒng)的自組網(wǎng)功能，用戶可以通過(guò)路由器到路由器節(jié)點(diǎn)控制協(xié)調(diào)器發(fā)送信號(hào)任何終端設(shè)備,終端接收到命令和PWMB號(hào)，實(shí)現(xiàn)每個(gè)燈導(dǎo)致多級(jí)調(diào)光和場(chǎng)景模式控制功能，具有一定的實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：智能照明系統(tǒng)ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)CC2530AbstractLightingisessentialtoPeople'sDailylife,aspeoplelivingstandardrise,therequirementsofgenerallightinguptodon'tplaythatfollow

3、one'sinclinations,andthedevelopmentofelectronic,communicationandcomputernetworktechnologyprovidesconditionsfortheintelligentlightingcontrolsystem,hasabroaddevelopmentprospects.ThistopicinthedesignofthesystemusedinCC2530aswirelessnetworkequipment,MSP430F2619microcontrollerchipastheprocessor,andco

4、nnectingwiththeTIcompanyZ-stackprotocolstacktoachieveopenandcloseandcontrolLEDbulbs.Thisdesignthroughthenodeintheuppermachineoftherelationshipbetweentheflexibleconfigurationwhichcanachieveintelligentcontrol.Electricalsysteminthedesignofthead-hocnetworkfunction,theusercancontrolthecoordinatortosendsi

5、gnalsthroughtheroutertorouternodesanyterminal,terminalreceivesthecommandandthePWMsignal,realizeeachlamptomultistagedimmingandscenemodecontrolfunction,hasacertainpracticalvalue.Keywords:IntelligentLightSystemZigBeewirelessnetworkCC2530目錄第一章緒論11.1 本課題研究背景11.2 智能家居照明系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.2.1 智能家居照明系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀11.2.2 短

6、距離無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀21.3 智能家居照明控制系統(tǒng)發(fā)展方向21.4 本課題設(shè)計(jì)的主要工作和任務(wù)31.5 論文結(jié)才安排3第二章智能家居照明控制系統(tǒng)支撐技術(shù)一一zigbee技術(shù)42.1 ZigBee概述42.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)52.2.1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)類型52.2.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问?2.2.3 工作模式62.3 本章小結(jié)6第三章智能家居照明系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案73.1 智能家居照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求73.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案73.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案83.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案9第四章智能照明系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)104.1 微控制器,K塊設(shè)計(jì)104.1.1 MSP430F2619微控制器芯片104.1.

7、2 MSP430F2619微控制器外圍電路設(shè)計(jì)114.2 無(wú)線射頻模塊設(shè)計(jì)144.3 傳感器采集模塊設(shè)計(jì)144.4 光控模塊設(shè)計(jì)15第五章智能照明控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)175.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)175.2 系統(tǒng)程序流程圖185.2.1 網(wǎng)絡(luò)建立過(guò)程185.2.2 路由器程序設(shè)計(jì)185.2.3 終端程序設(shè)計(jì)195.3 系統(tǒng)的核心程序設(shè)計(jì)205.4 上位機(jī)215.4.1 上位機(jī)的功能簡(jiǎn)介215.4.2 上位機(jī)工作流程215.5 系統(tǒng)測(cè)試225.5.1 系統(tǒng)硬件測(cè)試225.5.3 協(xié)議棧的測(cè)試225.5.4 上位機(jī)的測(cè)試22第六章結(jié)論23致謝24參考文獻(xiàn)25第一章緒論1.1 本課題研究背景對(duì)于繁雜的照明控制

8、系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，若采用傳統(tǒng)的有線控制方式則價(jià)格較高，電纜鋪設(shè)繁瑣，已經(jīng)逐漸不能完全滿足現(xiàn)代都市人們的應(yīng)用需求了。因而無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。無(wú)線通信技術(shù)的種類有很多，不同的技術(shù)應(yīng)用的場(chǎng)合也不相同。如藍(lán)牙技術(shù)傳輸速度快，但是傳輸距離有限，適用于近距離且組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)少的場(chǎng)合；WIFI傳輸速度快，傳輸距離遠(yuǎn)，但其價(jià)格偏高，功耗較大，組網(wǎng)能力較差。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(diǎn)，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(dǎo)致信號(hào)收發(fā)時(shí)間很短，另外當(dāng)其處于非工作模式時(shí)，節(jié)點(diǎn)處于休眠模式以節(jié)省能源消耗。1.2 智能家居照明系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 智能家居照明

9、系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀智能家居照明系統(tǒng)是近幾年開始發(fā)展起來(lái)的，本質(zhì)上是隸屬于智能樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)。進(jìn)入二十一世紀(jì)已來(lái)，智能化建筑方面的發(fā)展可謂是日新月異，在智能化建筑中涉及到有傳統(tǒng)的用于通信方面網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（包括有線與無(wú)線系統(tǒng)），有用于安全方面的智能監(jiān)控系統(tǒng)，有用于提高工作效率的智能辦公和通信自動(dòng)化系統(tǒng)。智能建筑在這幾方面已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，相關(guān)技術(shù)也比較成熟。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(duì)比較滯后。目前在很多成熟的智能建筑系統(tǒng)，照明方面仍然采用傳統(tǒng)的手動(dòng)控制照明的方法。出現(xiàn)這一現(xiàn)象主要是因?yàn)橹悄苷彰骺刂葡到y(tǒng)在國(guó)外的定位太高，對(duì)于普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō)只能是海市蜃樓，價(jià)格高得難以接

10、受。而在國(guó)內(nèi)以前則是主要是受傳統(tǒng)消費(fèi)觀念的影響，在人們的印象中照明也只是在黑暗中提供充足的光源就可以了，沒有必要去花過(guò)多的金錢在照明控制上，正是由于普通民眾的這種想法，使得國(guó)內(nèi)一些具有這方面科研能力的院所和企業(yè)沒有也不愿投入過(guò)多的人力和財(cái)力進(jìn)行研究和推廣智能照明系統(tǒng)10現(xiàn)在隨著生活水平的提高，人們對(duì)生活品質(zhì)的追求也越來(lái)越高，因而對(duì)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(tái)燈光控制系統(tǒng)演變而來(lái)，但隨著智能家居和樓宇自動(dòng)化的發(fā)展，智能照明系統(tǒng)也開始從舞臺(tái)燈光控制向各種建筑物照明發(fā)展?，F(xiàn)在隨著無(wú)線通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外很多的科研機(jī)構(gòu)也開始研究如何將無(wú)線通信技術(shù)引入智

11、能照明控制系統(tǒng)中。而ZigBee技術(shù)的各種特性，能夠很好的滿足智能照明系統(tǒng)的要求，成為智能照明控制系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)技術(shù)。1.2.2 短距離無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀對(duì)于智能照明系統(tǒng)來(lái)說(shuō)使用的主在通信技術(shù)就是短距離無(wú)線通信技術(shù)。現(xiàn)階段主要的無(wú)線短離距通信技術(shù)有ZigBee技術(shù)、UWB技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、WiFi技術(shù)等。UWB不采用傳統(tǒng)無(wú)線通信技術(shù)常用的連續(xù)載波，而是通過(guò)納秒級(jí)的脈沖來(lái)完成數(shù)據(jù)信號(hào)的發(fā)送，具有很寬的頻譜范圍。藍(lán)牙技術(shù)的通信距離一般在10m以內(nèi)，現(xiàn)階段藍(lán)牙技術(shù)主要應(yīng)用在計(jì)算機(jī)外設(shè)，比如藍(lán)牙打印機(jī)、藍(lán)牙音箱等。另外目前的智能手機(jī)都內(nèi)置有藍(lán)牙模塊，用于短距離之間的數(shù)據(jù)傳輸。WiFi也是一種短距離的無(wú)

12、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(chǎng)合（如無(wú)線局域網(wǎng)）等，但其成本較高、功耗很大。對(duì)于ZigBee來(lái)說(shuō)，其通信速率在10250kbit/s之間，通信距離在開R空間難能夠達(dá)到300m,若是在室內(nèi)等較封閉的空間也在10100m范圍之間，通信效率也比較高。適用于低成本、低功耗的場(chǎng)合。上述的幾種無(wú)線短距通信技術(shù)各有各的特點(diǎn)，因而其應(yīng)用場(chǎng)合也不完全相同，但它們之間的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，一定的時(shí)候可能互相進(jìn)行補(bǔ)充101.3 智能家居照明控制系統(tǒng)發(fā)展方向傳統(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(jì)主要是為了解決傳統(tǒng)照明系統(tǒng)方面的不足?？v觀智能照明控制系統(tǒng)發(fā)展，大致可分為三個(gè)階段：照

13、明系統(tǒng)的電子化、照明系統(tǒng)自動(dòng)化和照明系統(tǒng)智能化2。在智能照明系統(tǒng)中用戶可以根據(jù)需要設(shè)置不同的情景模式，另外還可以通過(guò)一些傳感器感應(yīng)周圍環(huán)境變化，從而實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié)，為人們的工作、學(xué)習(xí)和生活提供更好的環(huán)境。就目前的發(fā)展來(lái)看智能照明控制發(fā)展的主要趨勢(shì)主要在以下幾個(gè)方面1：1）更加人性化。根據(jù)人們的不同需求來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)節(jié)，目的就是實(shí)現(xiàn)人機(jī)合一。2）網(wǎng)絡(luò)化。由于維護(hù)方面?zhèn)鹘y(tǒng)照明比較有局限性，所以網(wǎng)絡(luò)化能及時(shí)監(jiān)測(cè)到各種信息并及時(shí)反饋方便人們的使用。3）可擴(kuò)展性。智能照明系統(tǒng)因?qū)崿F(xiàn)可擴(kuò)展，方便新設(shè)備能隨意接入網(wǎng)絡(luò)。4）標(biāo)準(zhǔn)化。智能照明系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化很重要，如果說(shuō)不同廠商生產(chǎn)出來(lái)的用時(shí)不能使用會(huì)給人們帶來(lái)極大

14、地不便。1.4 本課題設(shè)計(jì)的主要工作和任務(wù)智能家居照明系統(tǒng)是一項(xiàng)實(shí)踐性很強(qiáng)的課題。需要具有一定的理論基礎(chǔ)知識(shí)，還要求具有一定的動(dòng)手實(shí)踐能力。為了很好的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，從畢設(shè)的準(zhǔn)備到最后的完成主要做了以下幾方面的工作。(1)查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，搜集相應(yīng)的理論基礎(chǔ)知識(shí)。在此基礎(chǔ)上做好理論知識(shí)準(zhǔn)備。(2)進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)地考察，理論與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合，分析判斷考慮設(shè)計(jì)的整體框架。(3)深入了解了ZigBee技術(shù)的特性和通信原理以及智能照明的技術(shù)要求(4)在相關(guān)理論基礎(chǔ)完備的情況下設(shè)計(jì)了基于ZigBee的智能家居照明系統(tǒng)(5)4)最后進(jìn)行仿真與調(diào)試，完成課題設(shè)計(jì)。1.5論文結(jié)構(gòu)安排論文第一部分為“緒論”，該

15、部分首先說(shuō)本課題的研究背景做了較為詳細(xì)的闡述，隨后就智能照明控制系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀過(guò)行了系統(tǒng)的分析。論文第二部分為“智能照明控制系統(tǒng)支撐技術(shù)一一Zigbee技術(shù)”，該部分主要對(duì)Zigbee技術(shù)進(jìn)行了具體的說(shuō)明。論文的第三部分為“系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”，該部分主要介紹智能照明控制技術(shù)中的硬件部分的設(shè)計(jì)。論文第四部分為“系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)”，該部分就系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，功能以及相對(duì)應(yīng)的程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)分別進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)說(shuō)明分析。第五部分為“結(jié)論”，該部分用于描述本課題的實(shí)施結(jié)論并給出了進(jìn)一步的展望。第二章智能家居照明控制系統(tǒng)支撐技-zigbee技術(shù)2.1ZigBee概述ZigBee技術(shù)一種應(yīng)用于傳輸距離

16、短、速率低的電子設(shè)備間的無(wú)線通信技術(shù)。是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。Zigbee協(xié)議棧由子層組成，每一層為其上層提供服務(wù)：如果是一個(gè)數(shù)據(jù)實(shí)體就提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；如果是一個(gè)管理實(shí)體就提供管理、維護(hù)服務(wù)。每個(gè)服務(wù)實(shí)體通過(guò)一個(gè)提供了一系列的基本服務(wù)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能服務(wù)接入點(diǎn)（SAP）為其上層提供服務(wù)接口。其協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。為用餐（上電月?lián)Э趯樱┝⒂檬砍肿訉觽鬏攲覯AC導(dǎo)將理層用戶t一ZigBee部電11IEEE802.15.4圖2-1ZigBee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(wèn)控制層（MAC）、傳輸層（TL）、網(wǎng)

17、絡(luò)層（NWK）、應(yīng)用層（APL）（應(yīng)用支持子層和應(yīng)用層）3。其中物理層和媒體訪問(wèn)控制層遵循IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用支持子層則遵循ZigBee聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。從協(xié)議的工作過(guò)程來(lái)看，ZigBee協(xié)議中層與層之間與OSI參考模型的工作過(guò)程類似都是通過(guò)原語(yǔ)進(jìn)行信息的交換和應(yīng)答的。層與層之間通過(guò)服務(wù)接口來(lái)完成相關(guān)服務(wù)與相關(guān)數(shù)據(jù)的傳遞的。ZigBee協(xié)議提供數(shù)據(jù)服務(wù)和管理服務(wù)兩種服務(wù)接口，數(shù)據(jù)服務(wù)接口的主要任務(wù)是向上層提供所需的常規(guī)數(shù)據(jù)服務(wù)，管理服務(wù)接口的主要任務(wù)是向上層提供訪問(wèn)內(nèi)部層參數(shù)、配置和管理數(shù)據(jù)的機(jī)制4。在本課題所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，為了達(dá)到節(jié)能的目的，系統(tǒng)將會(huì)采用Zi

18、gbee技術(shù)來(lái)構(gòu)建智能家居照明系統(tǒng)。2.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)ZigBee網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)意義上的網(wǎng)絡(luò)是不同的。本文主要從ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備類型，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及工作模式這三方面的內(nèi)容進(jìn)行介紹，在ZigBee標(biāo)準(zhǔn)中，網(wǎng)絡(luò)主要有三類網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及兩種工作模式。三類網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分別是網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器(Coordinator)、路由器(Router)和終端節(jié)點(diǎn)(EndDevice)；三種拓?fù)湫问绞切切屯負(fù)洹湫屯負(fù)浜途W(wǎng)狀拓?fù)?；兩種工作模式為信標(biāo)(Beacon濮式和非信標(biāo)(Non-beacon鹿式。2.2.1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)類型(1)協(xié)調(diào)器(Coordinator)協(xié)調(diào)器顧名思義就是在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行協(xié)調(diào)的，

19、在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，協(xié)調(diào)器的主要作用有：1)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中通信頻道的選擇；2)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的建立；3)為其他節(jié)點(diǎn)提供必要的路由信息，管理其它節(jié)點(diǎn)的安全及其他服務(wù)。根據(jù)ZigBee協(xié)議的規(guī)定在一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)中有且只有一個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。(2)路由器(Router)在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，路由器的主要作用有：1)路由器節(jié)點(diǎn)自身信息的收發(fā)；2)節(jié)點(diǎn)之間轉(zhuǎn)發(fā)信息的收發(fā)；3)協(xié)助其它節(jié)點(diǎn)加入到網(wǎng)絡(luò)中；4)為網(wǎng)絡(luò)提供路由信息。(3)終端節(jié)點(diǎn)終端節(jié)點(diǎn)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(dá)到節(jié)能的目的，一般當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)不需要數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)，就會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)以降低能耗。

20、2.2.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问?1)星型拓?fù)湓谛切屯負(fù)渲杏幸粋€(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和若干個(gè)終端節(jié)點(diǎn)，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)全網(wǎng)的運(yùn)行，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中最簡(jiǎn)單的拓?fù)湫问?，如圖2-2所示。圖2-2星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu). 協(xié)調(diào)黑 o路由暴(2)樹型拓?fù)湓跇湫瓮負(fù)浣Y(jié)構(gòu)中，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的根節(jié)點(diǎn)，它可以連接路由器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)，路由器節(jié)點(diǎn)可以連接路由器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)，而終端節(jié)點(diǎn)下面則不能再連接任何其它節(jié)點(diǎn)。樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2-3所示。*陸調(diào)器C、5、Q0。遨圖2-3樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(3)網(wǎng)狀拓?fù)湓谠赯igBee網(wǎng)狀拓?fù)渲校W(wǎng)狀拓?fù)涫亲顝?fù)雜的一種方式，當(dāng)然也是最靈活的一種方式，具有很好的容錯(cuò)能力，如果某個(gè)路由

21、路徑出現(xiàn)問(wèn)題，信息可自動(dòng)選擇他路徑進(jìn)行傳輸。網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2-4所示。圖2-4網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2.2.3 工作模式不同的應(yīng)用需求，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的工作方式的要求也不同。為了滿足不同的應(yīng)用需求，ZigBee網(wǎng)絡(luò)的工作模式分為信標(biāo)(Beacon欣式和非信標(biāo)(Non-beaconl奠式兩種。在信標(biāo)模式下，網(wǎng)絡(luò)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。而在而非信標(biāo)模式進(jìn)行周期性休眠，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的工作與休眠不是同步的，網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器和所有路由器設(shè)備長(zhǎng)期處于工作狀態(tài)，以確保系統(tǒng)時(shí)刻處于響應(yīng)中。2.3 本章小結(jié)本章就ZigBee技術(shù)給與一些基本的介紹，并且對(duì)節(jié)點(diǎn)類型和拓?fù)湫问?/p>

22、以及工作模式有了一定的了解，在第三章和第四章會(huì)介紹如何基于硬件完成設(shè)計(jì)。第三章智能家居照明系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案3.1 智能家居照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求現(xiàn)代家居照明系統(tǒng)的要求與過(guò)去相比有了很大的不同。一方面讓用戶在適合的光照下生活學(xué)習(xí)，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。因而在設(shè)計(jì)智能家居照明系統(tǒng)時(shí)應(yīng)圍繞這幾個(gè)方面來(lái)考慮。針對(duì)以上要求智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面應(yīng)在無(wú)線感知網(wǎng)絡(luò)方面、接入節(jié)點(diǎn)功能方面、遠(yuǎn)端用戶和數(shù)據(jù)中心方面進(jìn)行重點(diǎn)考慮。各方面需完成的主要功能如下。無(wú)線感知層：作為感知層方面來(lái)說(shuō)系統(tǒng)應(yīng)該能夠監(jiān)測(cè)室內(nèi)的溫度、濕度、室內(nèi)光照強(qiáng)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(guò)系統(tǒng)中的接入

23、節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到遠(yuǎn)端用戶或數(shù)據(jù)中心50接入節(jié)點(diǎn)：對(duì)于接入點(diǎn)來(lái)說(shuō)，首先收集感知層傳感節(jié)點(diǎn)采集到的室內(nèi)溫度、室內(nèi)濕度、室內(nèi)光照強(qiáng)度及設(shè)備電池電壓等環(huán)境信息，然后通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將收集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給遠(yuǎn)程用戶或PC機(jī)上的數(shù)據(jù)中心；另外對(duì)于遠(yuǎn)端用戶或者數(shù)據(jù)中心發(fā)送的時(shí)候關(guān)查詢命令、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓旅詈蚅ED燈具的開/關(guān)燈及調(diào)光控制命令等接入節(jié)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)能夠及時(shí)的進(jìn)行解析，并根據(jù)解析的結(jié)果將信息轉(zhuǎn)發(fā)給底層的感知節(jié)點(diǎn)50遠(yuǎn)端用戶和數(shù)據(jù)中心：對(duì)于遠(yuǎn)端用戶來(lái)說(shuō)，一般都是采用手機(jī)監(jiān)控室內(nèi)環(huán)境信息，這樣用戶就可以利用手機(jī)等終端設(shè)備通過(guò)短信的形式向感知節(jié)點(diǎn)發(fā)送查詢或者控制命令，并接收感知節(jié)點(diǎn)反饋的信息等；讓用戶可能很方便的監(jiān)控室內(nèi)的

24、環(huán)境。對(duì)于數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)，則需要進(jìn)行接收并顯示感知層監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)顯示網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、發(fā)送控制命令并顯示查詢結(jié)果，還具有歷史數(shù)據(jù)查詢及統(tǒng)計(jì)信息顯示等功能503.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案智能家居照明系統(tǒng)是一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及到通信技術(shù)、智能控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面，本課題經(jīng)過(guò)充分的認(rèn)證后決定采用基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)。本系統(tǒng)的主要組成部分有感知節(jié)點(diǎn)、接入節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、終端節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)中心/遠(yuǎn)端用戶。如圖3-1所示。理人節(jié)點(diǎn)由/然玷節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中心5R3網(wǎng)第圖3-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖在本系統(tǒng)中，系統(tǒng)中的所有節(jié)點(diǎn)通過(guò)自適應(yīng)方式組成一個(gè)網(wǎng)狀的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中接入節(jié)點(diǎn)承擔(dān)zig

25、bee網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器，該節(jié)點(diǎn)上電后會(huì)自動(dòng)建立網(wǎng)絡(luò)，隨后路由節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)能自由地加入網(wǎng)絡(luò)。在本系統(tǒng)中，各部分的作用如下。3.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案本課題中的硬件部分的設(shè)計(jì)本質(zhì)上就是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。由于系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)無(wú)線方式照度的調(diào)節(jié)，燈具的開與關(guān)，因此本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要有微處理器模塊、光控模塊、無(wú)線射頻收發(fā)模塊、電源模塊、串口單元和調(diào)試接口等的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖3-2所示。在Ig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(jìn)行通信，是系統(tǒng)的核心部件電源模塊V v*a |rai v«i ,U-J?P.g f ！調(diào)1圖3-2節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框圖3.4 系統(tǒng)

26、軟件設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)的硬件是系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，而系統(tǒng)中的軟件部分則是系統(tǒng)的靈魂，一個(gè)好的系統(tǒng)離不開優(yōu)秀的軟件系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)本課題中的智能家居照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)中心/遠(yuǎn)端用戶、接入節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)部分的軟件功能如下應(yīng)做到以下幾個(gè)方面5。?實(shí)時(shí)地顯示家居環(huán)境信息（自然光照度）數(shù)據(jù)中心”?用戶能夠通過(guò)數(shù)據(jù)中心對(duì)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的管理、控制智能?燈卻覆1»晶»居環(huán)境信息遠(yuǎn)端用戶.）?可以通過(guò)短信的形式向感知節(jié)點(diǎn)發(fā)送查詢、控制命令接入節(jié)點(diǎn)<路由節(jié)點(diǎn)?并搠建酬勉感楸慚!息；?發(fā)送與接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與指令?奚醵娜醐卻露由屈時(shí)”螭夔偏絡(luò)覆蓋范圍終端節(jié)點(diǎn)?具備終端節(jié)點(diǎn)的所有功

27、能實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)環(huán)境信息的采集通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及拓?fù)湫畔⒌浇尤牍?jié)點(diǎn)第四章智能照明系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)按照系統(tǒng)的規(guī)劃，智能家居照明系統(tǒng)的硬件部分的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)也就是微控制器模塊、射頻模塊、光控模塊、傳感器采集模塊、電源模塊、串口單元及調(diào)試接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。4.1 微控制器模塊設(shè)計(jì)4.1.1 MSP430F2619微控制器芯片微控制器(MCU),也被稱為單片機(jī)，可以被認(rèn)為在其內(nèi)部集成了許多完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算等功能的邏輯電路模塊。微控制器的每一條匯編指令對(duì)應(yīng)一個(gè)邏輯電路模塊。微控制器依靠所運(yùn)行的程序來(lái)完成工作。這個(gè)程序是設(shè)計(jì)者對(duì)微控制器的一組完整的指令，指令告訴微控制器具操作的每一步應(yīng)該

28、去調(diào)用什么邏輯電路模塊，以及如何調(diào)用這個(gè)邏輯電路模塊。這些指令以二進(jìn)制代碼的形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，微控制器從存儲(chǔ)器中一次讀取一條指令代碼，并完成由指令代碼指定的操作。通過(guò)編寫設(shè)計(jì)文件，或者程序，可以在可編程邏輯器件內(nèi)部產(chǎn)生希望的硬件電路，或者控制微控制器完成不同的工作，正時(shí)由于這個(gè)特點(diǎn)，使得硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得非常方便。當(dāng)由于需求的更改而需要修改系統(tǒng)的部分設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者只需要進(jìn)行少量的工作就可以完成。由于微控制器一次只能執(zhí)行一條指令，因此它的主要局限性是工作速度。采用硬件方案設(shè)計(jì)的數(shù)字系統(tǒng)總是比軟件方案設(shè)計(jì)的數(shù)字系統(tǒng)的工作速度快6c可編程邏輯器件在下載設(shè)計(jì)文件以后，在它的內(nèi)部將形成對(duì)應(yīng)的硬件電路，

29、這些電路是可以同時(shí)工作的。例如向2個(gè)數(shù)碼管傳送顯示代碼，這時(shí)可以同時(shí)進(jìn)行。在微控制器中，向2個(gè)數(shù)碼管傳送顯示代碼的工作只能是逐個(gè)傳送?？删幊踢壿嬈骷?nèi)部電路模塊中信號(hào)處理的時(shí)間只來(lái)源于硬件電路產(chǎn)生的時(shí)間延遲，不存在指令讀取和執(zhí)行產(chǎn)生的時(shí)間延遲。上述工作特點(diǎn)使得可編程邏輯器件的工作速度比微控制器芯片快。在本課題的設(shè)計(jì)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。MSP430F2619芯片管腳排列圖和功能方框圖分別如圖4-1和圖4-2所示。Mgw il-m 箝工一calg.一昱JM sb sr1 sruI聲 F WES 三百 a籃s1S3*bwet

30、i 叫”地 u 所 gLQy P事而濫*gQDF5.7-A7.'D*； 1SWHN工網(wǎng) XlmJTn=*1 > TA3JLK-CACH.TPl eT*1 P> STA? 打 d S .IM小 TEOpa 用”i.airamii.04%電落l>P:4 .11 II.*I印 I PliII；A «M4Ml l.*PS.uem CUCO AI CTCx黑urHi、盤3 3金一i “,帛 £ UI午.我 £ w0103hMsia:?N XIairmbE s. riw 己號(hào)r'!?L.壯B' 售 UHrrrs?munc*£

31、 展 當(dāng)xdnw ud arvwrgfxs£圖4-1 MSP430F2619芯片管腳排歹【圖AVCCa.v.ssrTIIW_S7TirnMi_4j3op_AiRST>1WIJTAGIn 口也日MulliW1%1M£ GPU 1出舊Ih&l. W R+翡”白YYMtdogDM£6 憫 IX*lTpgjcfM P6XPS.Xg;i 7 MRTJLHIrOA. 5pl* XCMLiT/*T2IN XTWWrosLiiitnrB«l:= <1c<KEmulMWHfrW便隊(duì)日41£A&C1219 BitDACU 說(shuō)rr卬

32、藺 pi.g的rte pafl3ja JijniiTkzCTanrn6t5 得Ma承 gt陽(yáng)p前明附4* IdUSCIA&UitWTXLM irtSPIUSGIBi? 例ECMDGBrgmudProtecUcnSVS. S'ddMPT,MPVS.MAC.15HBI9OCRgfotera7CC 鬲dowAGhanneis圖4-2MSP430F2619芯片功能方框圖4.1.2 MSP430F2619散控制器外圍電路設(shè)計(jì)1MSP430F2619系歹【芯片的時(shí)鐘系統(tǒng)MSP430F2619芯片的時(shí)鐘系統(tǒng)具有4種時(shí)鐘信號(hào)源：內(nèi)部數(shù)控振蕩器（DCO）內(nèi)部低功耗振蕩器（VLO）低頻振蕩器（LF

33、XT1）高頻振蕩器（XT2）。這些時(shí)鐘信號(hào)源被用來(lái)產(chǎn)生芯片內(nèi)部使用的3種時(shí)鐘信號(hào):主時(shí)鐘信號(hào)（MCLK）子時(shí)鐘信號(hào)（SMCLK）輔助時(shí)鐘信號(hào)（ACLK）主時(shí)鐘信號(hào)（MCLK）支持芯片CPU的工作，子時(shí)鐘信號(hào)（SMCLK）和輔助時(shí)鐘信號(hào)（ACLK）支持芯片內(nèi)部外圍模塊的工作。MSP430F2619微控制器芯片的時(shí)鐘系統(tǒng)方框圖如圖4-3所示。圖4-3MSP430系列芯片的時(shí)鐘系統(tǒng)方框圖2）傳感器電路傳感節(jié)點(diǎn)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(jì)中使用了溫度方面的傳感器。在該系統(tǒng)中溫度采集使用ds18b20傳感芯片，具體電路如圖4-4所示。VCX tc L"dsI fibJO T

34、 vcc_tcv圖4-4溫度傳感器電路圖圖4-5按鍵復(fù)位電路圖3）按鍵復(fù)位電路按鍵復(fù)位電路的作用是可以通過(guò)按鍵的斷開和閉合在運(yùn)行的系統(tǒng)中控制其復(fù)位。圖4-5是系統(tǒng)的按鍵復(fù)位電路。4）串口連接電路申行數(shù)據(jù)通信中數(shù)據(jù)位的傳送，按位順序進(jìn)行，最少只需一根傳輸線即可完成；成本低但傳送速度慢。在本系統(tǒng)中PC與接入點(diǎn)采用的就是串口通信串口連接電路圖如圖4-6所示。TC llv DBO5RS232 POR1L'LXXmVCC11o10oALVlj222CSEClot-C2*V CC XtCL TC_C lu OMS i hiJFCC MLLtf_T CJ-H圖4-6串口模塊原理圖5）調(diào)試接口電路調(diào)試

35、接口是單片機(jī)系統(tǒng)中常用接口，調(diào)試接口也有很多很多，在本系統(tǒng)中調(diào)試接口采用JTAG,JTAG（JointTestActionGroup,聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)小組）是一種適合于國(guó)際性的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議測(cè)試，主要用于芯片內(nèi)部的測(cè)試。JTAG屬于在線編程，具體的做法是，先對(duì)芯片進(jìn)行預(yù)編譯，沒問(wèn)題后裝配到目標(biāo)板上。利用該項(xiàng)技術(shù)可以改變其設(shè)計(jì)流程，簡(jiǎn)化元器件，從而提高工作效率，加快工程進(jìn)度。JTAG接口原理圖如圖4-7所示。D13VJTAGU2圖4-7JTAG接口原理圖6）復(fù)位電路系統(tǒng)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要復(fù)位，復(fù)位使MCU和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個(gè)確定的工作狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。在系統(tǒng)中，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)顯示不正常，也

36、為了調(diào)試方便，需要設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)位電路。4.2 無(wú)線射頻模塊設(shè)計(jì)無(wú)線射頻是20世紀(jì)90年代興起的一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。射頻技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的磁卡及IC卡技術(shù)具有非接觸、閱讀速度快、無(wú)磨損等特點(diǎn)。無(wú)線射頻技術(shù)在閱讀器和射頻卡之間進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸，以達(dá)到目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換的目的。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(wú)磨損、不受環(huán)境影響、壽命長(zhǎng)、便于使用的特點(diǎn)和具有防沖突功能，能同時(shí)處理多張卡片7。在本課題的設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮到智能家居照明系統(tǒng)的低功耗、響應(yīng)快等特點(diǎn)，在本系統(tǒng)中的協(xié)調(diào)器、路由器和各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)的RF芯片都采用TI公司的CC2530F256芯片。ZigBe

37、eCC2530片上系統(tǒng)提高了系統(tǒng)的性能并且節(jié)省系統(tǒng)的成本；CC2530的RF收發(fā)器能有效地與MCU融為一體,大大簡(jiǎn)化了其外圍電路，因此在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)也提供了很大的便捷性。4.3 傳感器采集模塊設(shè)計(jì)本課題所設(shè)計(jì)的智能家居照明控制系統(tǒng)需要采集照明現(xiàn)場(chǎng)的光照度、移動(dòng)目標(biāo)、溫度、LED狀態(tài)等環(huán)境參數(shù)等，而要完成這一功能則是由系統(tǒng)中布置的大量傳感器模塊來(lái)完成的，當(dāng)傳感節(jié)點(diǎn)收集到這些信息后通過(guò)RF無(wú)線射頻模塊發(fā)送到系統(tǒng)中的協(xié)調(diào)器網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，而系統(tǒng)中的MCU微處理器則需要對(duì)收集過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、依據(jù)內(nèi)置條件進(jìn)行邏輯分析和智能判斷，然后根據(jù)結(jié)論來(lái)實(shí)現(xiàn)LED燈具的PWM線性無(wú)極智能調(diào)光、智能調(diào)色溫、分組群控、情景

38、模式等復(fù)雜功能。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(cè)人體移動(dòng)目標(biāo)的LHI787熱釋電紅外探頭，用于采集環(huán)境溫度的DS18B20溫度傳感器組成。傳感器采集模塊方案框圖如圖4-8所示。0U2D常華匚啊亨汨¥.年枚坡生產(chǎn)版盥刎節(jié)點(diǎn)RFC辱劣信息采隼前kFiMO.也延百星|IlliM吧口|要但也嗎|陽(yáng)1硬件設(shè)計(jì)牛本汀;門圖4-8傳感器采集模塊方案框圖4.4 光控模塊設(shè)光控模塊是系統(tǒng)中的主要控制模塊，在該系統(tǒng)中所有的燈具均采用LED燈源，LED作為照明燈是這兩年來(lái)使用頻率越來(lái)越高的一種照明技術(shù)。綠色低碳、節(jié)能減排是LED燈的一個(gè)重要特

39、點(diǎn)。本系統(tǒng)選用LED作為被控?zé)艟?，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(wú)線射頻模塊以及PT4115脈沖恒流驅(qū)動(dòng)器。具體的工作過(guò)程是系統(tǒng)中的MCU對(duì)室內(nèi)環(huán)境參數(shù)（光照度、移動(dòng)目標(biāo)、溫度等）數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)合特點(diǎn)進(jìn)行邏輯判斷，然后通過(guò)智能分析，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈具的PWM無(wú)極智能調(diào)光、智能調(diào)色溫、分組群控、情景模式等復(fù)雜功能。LED驅(qū)動(dòng)調(diào)光節(jié)點(diǎn)方案框圖如圖4-9所示。圖4-9LED驅(qū)動(dòng)調(diào)光節(jié)點(diǎn)方案框圖第五章智能照明控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)5.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)本課題所設(shè)計(jì)的智能家居照明系統(tǒng)由ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)、繼電器器節(jié)點(diǎn)組成。ZigBee協(xié)調(diào)器的主要任務(wù)

40、是進(jìn)行分布式處理。它能夠和若干個(gè)繼電器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，從而完成控制任務(wù)。這樣可以使本系統(tǒng)同時(shí)控制多個(gè)區(qū)域?；诠?jié)能方面的考慮，當(dāng)系統(tǒng)沒有數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)，相關(guān)的傳感器節(jié)點(diǎn)只進(jìn)行低功耗的信道掃描。.電腦(上位(2)本系統(tǒng)中的繼電器節(jié)點(diǎn)主在是用于控制LED燈光，放置在需要控制的地方。同時(shí)繼電器終端能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的加入、與協(xié)調(diào)器綁定來(lái)建立LED控制。(3)本系統(tǒng)中的上位機(jī)主要作用是完成對(duì)所有區(qū)域LED的控制，一般位于監(jiān)控室。5.2 系統(tǒng)程序流程圖LED的控制是本課題所設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，是系統(tǒng)能否達(dá)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。5.2.1 網(wǎng)絡(luò)建立過(guò)程本課題的設(shè)計(jì)中，各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)

41、具有自動(dòng)加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)的功能，要完成這一功能需要系統(tǒng)自動(dòng)建立網(wǎng)絡(luò)，在這一過(guò)程中首先協(xié)調(diào)器發(fā)起網(wǎng)絡(luò)的建立并進(jìn)行信道選擇；隨后相關(guān)的路由節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)才能加入網(wǎng)絡(luò)中。系統(tǒng)流程圖如圖5-2所示。圖5-2網(wǎng)絡(luò)建立過(guò)程具體的工作過(guò)程是，相關(guān)設(shè)備經(jīng)過(guò)一系列的初始化后，系統(tǒng)中的繼電器節(jié)點(diǎn)依據(jù)ZigBee協(xié)議來(lái)搜尋網(wǎng)絡(luò)，一旦發(fā)現(xiàn)有相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)存在就發(fā)送指令請(qǐng)求加入節(jié)點(diǎn)。在請(qǐng)求得到確認(rèn)后，繼電器節(jié)點(diǎn)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(dòng)與協(xié)調(diào)器進(jìn)行綁定。在接受到數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求之后，繼電器節(jié)點(diǎn)就會(huì)將LED電路及時(shí)傳送給協(xié)調(diào)器。協(xié)調(diào)器將新建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。若成功，允許協(xié)調(diào)器設(shè)定為綁定。協(xié)調(diào)器檢測(cè)是否有節(jié)點(diǎn)要求加入網(wǎng)

42、絡(luò)，如果接收到節(jié)點(diǎn)的加入請(qǐng)求，記錄下節(jié)點(diǎn)的地址，并建立綁定，同時(shí)向節(jié)點(diǎn)發(fā)出傳送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，得到節(jié)點(diǎn)的確認(rèn)后，協(xié)調(diào)器開始接收數(shù)據(jù)，最后通過(guò)RS-232串口發(fā)送給上位機(jī)805.2.2 路由器程序設(shè)計(jì)在本系統(tǒng)中，路由器的作用是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行中繼和轉(zhuǎn)發(fā)，并管理及維持網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，當(dāng)然為了達(dá)到節(jié)能的目的，路由器可能會(huì)不定時(shí)休眠。而對(duì)于應(yīng)用層精品文檔來(lái)說(shuō)，路由是透明的，應(yīng)用程序只負(fù)責(zé)向下發(fā)送去往任何設(shè)備的數(shù)據(jù)到相應(yīng)的棧中棧會(huì)負(fù)責(zé)尋找相關(guān)路徑，本系統(tǒng)中路由的程序設(shè)計(jì)包括路徑的發(fā)現(xiàn)、路徑的選擇、路徑的保持維護(hù)、路由表維護(hù)和終端與協(xié)調(diào)器數(shù)據(jù)交換的中繼。程序流程如下圖5-3所示：發(fā)5.3.3終端程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中終端節(jié)

43、點(diǎn)主要負(fù)責(zé)采集室內(nèi)溫濕度和室內(nèi)光照度等信息，并將采集的相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送給父節(jié)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行傳送，另外終端節(jié)點(diǎn)還要接收控制端發(fā)送過(guò)來(lái)的脈沖信號(hào)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，控制輸出口的脈沖的占空比來(lái)控制LED燈的亮度，終端節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)通信功能比較簡(jiǎn)單，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集程序和網(wǎng)絡(luò)通信控制程序如圖5-4所示：據(jù)采集命令精品文檔圖5-4終端程序設(shè)計(jì)流程5.3 系統(tǒng)的核心程序設(shè)計(jì)(1)設(shè)備的描述程序在該系統(tǒng)中，繼電器和中心收集設(shè)備需要進(jìn)行配置，中心收集設(shè)備將作為協(xié)調(diào)器或路由器啟動(dòng)，具體描述為：constSimpleDescriptionFormat_tzigb_SimpleDesc=MY_ENDPOINT_ID,MY_PROFIL

44、E_ID,DEV_ID_COLLECTOR,DEVICE_VERSION_COLLECTOR,NUM_IN_CMD_COLLECTOR,(cId_t*)zb_InCmdList,NUM_OUT_CMD_COLLECTOR,(cId_t*)NULL(2)繼電器設(shè)備的描述為：constSimpleDescriptionFormat_tzigb_SimpleDesc=MY_ENDPOINT_ID,MY_PROFILE_ID,DEV_ID_COLLECTOR,DEVICE_VERSION_COLLECTOR,M_INNU_CMD_COLLECTOR,(cId_t*)zb_InCmdList,NUM_OUT_CMD_SENSOR,(cId_t*)zb_OutCmdList5.4 上位機(jī)5.4.1 上位機(jī)的功能簡(jiǎn)介上位機(jī)軟件主要完成對(duì)每個(gè)區(qū)域的控制分析與顯示。本課題的設(shè)計(jì)中，上位機(jī)通過(guò)串口來(lái)對(duì)協(xié)調(diào)器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，可以通過(guò)上位機(jī)可以選擇控制一個(gè)區(qū)域也可以同時(shí)控制多個(gè)區(qū)域，并有很人性化的顯示界面提升用戶體驗(yàn)。5.4.2 上位機(jī)工作流程在上