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文檔簡介
1、隨著物聯(lián)網技術的快速發(fā)展和人們對生活品質要求的日益提高,傳統(tǒng)概念的照明設備已經無法滿足人們追求高品質生活的需要,照明系統(tǒng)的智能化已經成為一種必然的需求。然而,目前的許多無線網絡技術應用的目的都是在盡可能提高網絡中數據的傳輸速率、容量和傳輸距離,像照明這些系統(tǒng)通信的距離有限,傳輸的數據容量較小,只需要低的數據傳輸速率,要求能實時傳送信息,并且使用的嵌入式終端設備只需要電池供電就能滿足要求。針對于這種情形下的需求,要求所使用構成無線網絡的傳
2、輸設備功耗小、成本低、可靠信高。由此系統(tǒng)結合的嵌入式技術、短距離無線通信技術成為了應用的重點。
本文首先分析了照明系統(tǒng)的發(fā)展狀況,以及通過比較幾種短距離無線通信技術的特點,闡述了ZigBee技術在家庭及樓宇自動化領域的應用優(yōu)勢,提出了基于ZigBee技術的照明系統(tǒng)的總體方案。為了滿足低成本和性能的要求,硬件上系統(tǒng)采用低成本的CC2530芯片為主控芯片,并且可以進行射頻收發(fā)。硬件模塊包含燈控輸入節(jié)點和燈控輸出節(jié)點,其中公共電
3、路部分設計了CC2530抗干擾電路、電源電路、JTAG調試接口電路、系統(tǒng)復位電路、指示燈和蜂鳴器電路,以及天線電路。輸入節(jié)點采用光電耦合輸入,輸出節(jié)點采用三極管驅動繼電器輸出。在完成PCB設計和電路板焊接后,對電路板進行了硬件調試,驗證了各個模塊的功能運行正常。系統(tǒng)軟件設計中引入了Z-Stack協(xié)議棧,分析了該協(xié)議棧的架構,同時分析了用戶應用程序的接口和ZigBee網絡拓撲結構。針對照明系統(tǒng)的應用,設計了燈控節(jié)點的點對點通信程序和基于Z
4、-Stack的組網程序。點對點通信驗證了輸入和輸出節(jié)點的無線射頻模塊能正常發(fā)射和接收信號;組網程序中涉及了燈控節(jié)點的建網、入網、綁定和數據發(fā)送與接收實現。在完成硬件和軟件模塊設計的基礎上,對系統(tǒng)的系能進行了測試,包括燈控節(jié)點組網測試和燈控節(jié)點通信距離及其影響因素的測試。組網測試中通過Packet Sniffer抓幀軟件驗證了結果的有效性;影響通信距離的測試中通過分析實驗數據,提出了改善通信質量的措施。本文最后對整個系統(tǒng)的實現過程進行了總
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