基于ZigBee的无线智能照明系统设计

基于ZigBee的无线智能照明系统设计
基于ZigBee的无线智能照明系统设计

Vol.28No.4

Apr.2012

赤峰学院学报(自然科学版)Journal of Chifeng University (Natural Science Edition )第28卷第4期(上)

2012年4月随着社会的进步,节能和环保已是大势所趋,在照明领域中,采用新型节能光源、节能电器及高效灯具来达到节约电能的目的,已广泛被人们所接受[1].经过近几十年的发展,智能照明控制系统功能已经相对成熟,可以实现灵活可靠的照明控制,在许多场合的应用取得了成功.但是目前的智能照明控制系统还存在施工较复杂,需要敷设大量控制线,系统可扩展性差等不足,在一定程度上限制了其应用.通过ZigBee 终端设备可以收集家庭各种信息,传送到中央控制设备,或是通过遥控达到远程控制的目的,提供家居照明生活的自动化、网络化与智能化.1

ZigBee 技术简介

ZigBee 是一个简单的、低成本的网络通信技术,它应用于一些功率有限和对网络吞吐量无严格要求的设备之间的无线连接.ZigBee 能建立一个易于安装、有可靠的数据传输、通信距离短、成本低、极好的电池寿命的网络,并且能保持简单的和灵活的网络协议[2].其主要技术特点如下:

稳定可靠:通过路由使传输距离更远,信号更稳定;

控制方便:只需一个无线遥控器,轻松遥控照明系统;

组建局域网:自由构建zigbee 网络,管理更方便;

低成本:ZigBee 通信模块的单位成本已经减小到两美元左右;

低功耗:发射功率为1mw ,两节普通干电池可以用6个月到两年;

数据传输率低:ZigBee 通信在免费2.4GHz 工业、科学、医学(ISM )的最高传输速率为250kbps ,适用于报文吞吐量较小的通信应用场合.

信道接入方式采用CSMA-CA ,能有效地减少了帧冲突.具有高可靠性、良好的安全性和兼容性.

针对ZigBee 在家庭网络方面的应用,ZigBee 联盟制定专门的应用框架,即ZigBee 家庭自动化公共应用配置文件.所谓Profile 是对逻辑设备及其接口的描述集合,是针对某个特定应用的公约和准则,其目的是使不同厂家按照同一个ProfiIe 设计的产品之间可以相互操作、相互替换.ZigBee 家庭自动化公共应用配置文件规定了智能家居中的照明设备、采暖通风空调设备、自动窗帘和报警装置的设计规范.本文的无线智能照明系统就是在这个Profile 的基础上实现的[3-6].2

系统整体设计

无线智能照明系统的网络节点分为协调器、路由器和终端节点三种.协调器节点和所有终端节点共同构成了ZigBee 无线通信网络.网络模型结构示意图如图1所示.

作为无线灯光亮度调节器是作为一个房间或

基于ZigBee 的无线智能照明系统设计

孙长伟,王艳春

(蚌埠学院机械与电子工程系,安徽蚌埠233030)

摘要:鉴于ZigBee 具有低成本、低功耗等特点以及目前智能灯光控制系统中主要存在布线难,费用高等问题,本文对基于ZigBee 的无线智能灯光控制系统进行了研究和开发,组建了Zig-Bee 无线通信网络,设计了该系统的硬件电路及软件,实现了一个具有开、关、调光及实时检测的无线灯光控制系统,为其进一步开发打下了一定的基础.

关键词:智能照明系统;ZigBee ;无线通信网络中图分类号:TP393

文献标识码:A

文章编号:1673-260X (2012)04-0047-03

基金项目:院级科研项目(2010ZR 15)

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