小男孩‘自慰网亚洲一区二区,亚洲一级在线播放毛片,亚洲中文字幕av每天更新,黄aⅴ永久免费无码,91成人午夜在线精品,色网站免费在线观看,亚洲欧洲wwwww在线观看

分享

【學(xué)習(xí)筆記】智能家居(7):基于ZigBee技術(shù)的室內(nèi)無線智能照明系統(tǒng)

 ChinaAET 2020-10-31

0 引言

  目前,室內(nèi)過度照明等電力浪費現(xiàn)象隨處可見。不科學(xué)的照明工程極大地浪費了能源。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高,傳統(tǒng)照明已不能滿足現(xiàn)代社會對高效、自動化和節(jié)能照明技術(shù)的需求。作為發(fā)展最快的無線個域網(wǎng)的唯一載體ZigBee技術(shù)是一種新興的無線組網(wǎng)通信技術(shù),具有省電節(jié)能、網(wǎng)絡(luò)簡單、安全性高、速率低、覆蓋范圍廣和網(wǎng)絡(luò)容量大等特點,并且具有廉價的市場定位,非常適合在照明系統(tǒng)中應(yīng)用。為此,本文設(shè)計了一種基于ZigBee技術(shù)的室內(nèi)無線智能照明系統(tǒng)。

1 IEEE802.15.4/ZigBee技術(shù)

  ZigBee技術(shù)是一種面向工業(yè)和家庭監(jiān)控、安全系統(tǒng)等領(lǐng)域的低速率、低功耗和低成本的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。自2004年12月ZigBee聯(lián)盟推出ZigBee 1.0版本規(guī)范以來,ZigBee協(xié)議的各種修訂版本相繼發(fā)布,它們始終致力于ZigBee網(wǎng)絡(luò)更加安全可靠、靈活簡單、可擴展性更強的規(guī)范修改,使其特點充分發(fā)揮。IEEE802.15.4和ZigBee聯(lián)盟共同負責(zé)這種無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的制定。 IEEE802.15.4負責(zé)協(xié)議底部的兩層:物理層和媒體接入控制層;ZigBee聯(lián)盟負責(zé)提供協(xié)議上層的部分:網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。

  IEEE802.15.4標準定義了27個物理信道,編號為0~26,編號0的信道分配給868 MHz頻段;編號1~10共10個信道分配給915 MHz頻段;編號11~26信道分配給2.4 GHz頻段。信道接入方式采用避免沖突的載波檢測多址接入(CSMA-CA)機制。IEEE802.15.4標準定義了兩種設(shè)備類型:全功能設(shè)備(Full Function Device,F(xiàn)FD)與精簡功能設(shè)備(Reduced Function Device,RFD)。

  ZigBee網(wǎng)絡(luò)中定義了3種基本的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu):星型、網(wǎng)狀和簇樹型。ZigBee網(wǎng)絡(luò)層中對設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色進行了分類:ZigBee協(xié)調(diào)器(ZigBee Coordinator,ZC)、ZigBee路由器(ZigBee Router,ZR)與ZigBee終端設(shè)備(ZigBee End Device,ZED)。ZC啟動和控制整個網(wǎng)絡(luò),存儲網(wǎng)絡(luò)相關(guān)信息,負責(zé)整個網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的所有工作,它只能由FFD來擔(dān)當(dāng);ZR負責(zé)傳送信息與提供連接,它可以連接協(xié)調(diào)器或者其他路由器,同時也可以接納子節(jié)點的加入,ZR也需要FFD來擔(dān)當(dāng);ZED可以發(fā)送或者接收信息,但是不能參與路由過程,不能連接任何子節(jié)點,只能作為子節(jié)點連接協(xié)調(diào)器或者路由器,ZED可以由FFD或者RFD來擔(dān)當(dāng)。

  星型拓撲以ZC為中心控制器,其余各個節(jié)點設(shè)備與ZC連接,所有數(shù)據(jù)的傳輸都需要經(jīng)由ZC來發(fā)送,其他各個節(jié)點之間不能互相通信。本文是基于星型拓撲結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的。

2 硬件設(shè)計

  2.4 GHz IEEE802.15.4/RF4CE/ZigBee的片上系統(tǒng)CC2530芯片將加強版8051MCU和RF射頻芯片集為一體,更好地提供遠程照明控制。該系統(tǒng)主要分為發(fā)送模塊和接收模塊。發(fā)送模塊由ZigBee模塊和PC組成,接收模塊包括ZigBee模塊、傳感器和照明終端??刂撇呗圆捎肸igBee技術(shù),結(jié)合ZigBee2007協(xié)議(本系統(tǒng)采用星型拓撲結(jié)構(gòu)),實時采集照明現(xiàn)場的環(huán)境參數(shù),經(jīng)過CC2530芯片的邏輯判斷與智能分析后,實現(xiàn)無線通信。PC上位機實時顯示環(huán)境參數(shù)變化,也可以對智能照明系統(tǒng)進行集中控制與管理。該系統(tǒng)具有近距離、低速、低耗和高集成度等諸多優(yōu)勢。硬件原理圖如圖1所示。

  其中,硬件包括ZigBee CC2530F149芯片模塊、溫度傳感器DS18B20、熱紅外傳感器、光敏傳感器、白熾燈、RS232串口通信線、電源、下載器、導(dǎo)線和 PC機。

3 軟件設(shè)計

  網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器初始化網(wǎng)絡(luò)后,子節(jié)點與協(xié)調(diào)器完成網(wǎng)絡(luò)連接的過程,成功組建ZigBee星型網(wǎng)絡(luò)。光敏電阻對室內(nèi)光照強度進行實時采集,并將采集的光強信號傳送給ZigBee終端設(shè)備;ZigBee終端設(shè)備將此信號傳送給協(xié)調(diào)器,協(xié)調(diào)器通過串口將數(shù)據(jù)傳送給主機進行顯示;同時,協(xié)調(diào)器對此照明數(shù)據(jù)進行控制,設(shè)定光強閾值并進行判斷,若光照強度大于閾值,燈亮;小于則燈滅。此系統(tǒng)的紅外模塊在光強優(yōu)先的情況下,將會判斷是否有人的影響,如果有人來,則燈亮;否則燈滅。與節(jié)點連接的溫度傳感器等也可以對周邊參數(shù)進行采集,通過節(jié)點傳給協(xié)調(diào)器,再由主機進行顯示。智能照明系統(tǒng)的具體工作過程如下。

 ?、艆f(xié)調(diào)器:初始化后,接收組網(wǎng)請求,判斷是否有節(jié)點加入,如果有節(jié)點加入,則分配網(wǎng)絡(luò)地址,接收數(shù)據(jù);如果沒有節(jié)點加入,繼續(xù)接收組網(wǎng)請求。工作流程如圖2所示。

 ?、乒?jié)點:初始化后,發(fā)送組網(wǎng)請求,判斷加入是否成功,如果成功則把接收到的光照強度、有無紅外、溫度等參數(shù)傳給協(xié)調(diào)器,以便控制燈的亮滅;否則重新發(fā)送加入網(wǎng)絡(luò)的信號。工作流程如圖3所示。

  ⑶節(jié)點接收外界的光強變化并與設(shè)定的閾值(上限為180 cd,下限為140 cd)作比較,若光強大于180 cd,則燈滅;若小于140 cd,則燈亮。若人來,先判斷光強:若光強大于180 cd,燈仍然滅;在光強低于140 cd時,若有人來時,燈亮;無人時,燈滅。具體的工作流程如圖4所示。

  部分相應(yīng)的程序如下:

  if(theMessageData[5]<=0x28)

  HalLedSet ( HAL_LED_3, HAL_LED_MODE_OFF );

  if(theMessageData[5]>=0x3c)

  {

  if(theMessageData[7]==1)

  {

  HalLedSet ( HAL_LED_3, HAL_LED_MODE_ON );

  }

  }

4 系統(tǒng)測試

  在不同光強下,將本系統(tǒng)分別在室內(nèi)和走廊進行了測試。室內(nèi)光強大于180 cd時,燈處于關(guān)閉狀態(tài)。室內(nèi)光強小于140 cd時,如有人靠近,燈自動打開。

  走廊光強大于180 cd時,燈處于關(guān)閉狀態(tài)。走廊光強小于140 cd時,如有人靠近,燈自動打開 。

5 結(jié)束語

  本系統(tǒng)將ZigBee技術(shù)與照明結(jié)合,實現(xiàn)了室內(nèi)無線照明系統(tǒng)的智能控制。主控室的協(xié)調(diào)器與分布在不同場合的節(jié)點進行通信。傳感器采集的實時光強信號由ZigBee終端設(shè)備傳到協(xié)調(diào)器后,與設(shè)定的光強閾值進行比較,并在光強優(yōu)先的情況下,實現(xiàn)室內(nèi)智能照明。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器可以通過串口將數(shù)據(jù)傳送給主監(jiān)控機進行顯示;同時,主監(jiān)控機也可以對此照明系統(tǒng)進行控制,打開或者關(guān)閉燈。本系統(tǒng)采用ZigBee 無線通信技術(shù)組建網(wǎng)絡(luò),根據(jù)使用者對照明的不同需求,充分利用自然光,以最小的能耗實現(xiàn)智能控制。本系統(tǒng)具有操作簡單、反應(yīng)靈敏、可靠性高等特點。同時,合理設(shè)置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以簡化電路并降低成本。

    轉(zhuǎn)藏 分享 獻花(0

    0條評論

    發(fā)表

    請遵守用戶 評論公約

    類似文章 更多