zigbee技术的智能照明系统设计(附件)【字数：10963】
摘 要随着智能家居行业的飞速发展和科技程度的不断提升，人们的需求愈加强烈的体现在对智能家庭的现代化、节能与舒适方面，人们开始了解物联网概念并将其使用在民用住宅方面，智能照明系统就是其中一种，现已广泛被应用于智能家居领域。本文以ZigBee无线智能照明系统技术为基础，对现有的室内电缆智能照明系统、线路易故障和系统安装的高成本问题进行了分析，提出了基于ZigBee技术的无线智能照明系统的设计。系统采用无线射频技术和8051微控制器，这是ZigBee无线网络的核心设备，并与TI公司Z -堆栈协议栈进行对接，实现所有室内光线，单一控制、全面控制、切换控制和场景模式转换功能。(z-stack协议栈设计有很多优势,如低能耗、低成本、不需要布线、安装方便等等。是一款有许多明显的优点智能照明系统)。它可以控制节点的精确的调光方案与多个LED灯在房间里,使照明系统更加人性化，安全又节能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 ZigBee技术介绍 1
1.2智能照明系统的设计背景、发展、现状 2
1.3智能照明系统设计的目的和意义 4
1.4模块功能和作用介绍 5
1.4.1主控模块 5
1.4.2红外采集模块 6
1.4.3光照度采集模块 6
1.4.4 LED照明模块 7
1.4.5无线遥控模块 7
1.4.6电源模块 7
第二章 器件选择和应用软件介绍 8
2.1 CC2430芯片的结构和特点 8
2.2 CC2430硬件电路 10
2.3使用硬件介绍 12
2.3.1 CC2430无线节点模块 12
2.3.2光敏传感器 13
2.3.3人体红外传感器 13
2.4软件介绍 14
第三章 电路图纸设计：系统的设计及实现 15
3.1系统设计图纸 15
3.2系统实现框图 17
第四章 软件编程设计：软件设计及实现 19
第五章 ZigBee照明系统硬件系统、调试及结论分析 22
5.1 ZigBee照明系统测试 22 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
5.2系统安装调试绑定管理 26
53传感器网络分析仪(SNA) 28
结束语 30
致 谢 31
参考文献 32
第一章 绪论
1.1 ZigBee技术介绍
作为IEEE802.15.4标准的ZigBee技术具有低价格、近距离、低功耗的特点,因而成为极具竞争力的新兴技术。其功能应用于各种短距离、低功耗与传输速率较低的电子设备之间进行数据传送以及间歇性的数据和低反应时间数据传输等应用。
简而言之，ZigBee是一个非常可靠的无线数字网络，其作用很像CDMA和GSM网络。ZigBee数字模块类似于移动网络基站。通信范围从7500米的标准到几百米，几公里，并支持无限扩展。无线局域网内更有65000无线数据传输模块可以进行自行组网,在整个网络范围内,每个无线局域网网络数据传输模块之间可以相互通信，每个网络节点之间的距离可以扩展从标准的75m然后无限的拓展。CDMA或GSM网络与移动通信网络，ZigBee网络主要用于工业自动化控制和数据传输，因此，它必须有一个简单、易用、可靠的操作、低价格。移动通信网络主要用于语音通信。每个基站的价值超过100万元人民币，而每个ZigBee基站的价值还不到1000元人民币。每个ZigBee网络节点本身不仅可以作为监控对象，例如数据采集和监控的传感器连接，也可以自动传输数据和其他网络节点。此外，每个ZigBee网络节点(FFD)也可以无线连接到多个孤立子节点(RFD)，该节点不承担网络信息传输任务的范围内的信号覆盖范围。 1.2智能照明系统的设计背景、发展、现状
智能照明系统目前早已普遍应用于各种智能办公大楼，商业酒店以及智能社区之中，和传统智能照明进行比较，基于IEEE 802.15.4的ZigBee照明系统具有节能环保，人性化控制和便于管理的优点。对以往的家庭智能化系统而言，一般只包括门禁系统、可视对讲系统、家居报警系统、安防监控系统等。 但随着家庭智能化的不断发展，智能照明也开始进入家庭装潢行业，人们已经不满足于普通的日常光照，对智能照明的需求也逐渐增加。
使用手动控制照明是传统的一种控制方式如图11，但是传统照明系统都存在着布线繁琐、灯具的增添与减少都得再次布线、整个照明系统的很难进行延伸、改造并且进行维护的成本会非常高， 经常采用的是通过人为控制的方法（通过增加调光模块进行调光操作）以及使用节能灯具来实现节能， 难以根据室内外的光照强度来自主地调整灯具的亮度，因而达不到高效节能与人工智能的目的。
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图11.传统照明方式
现存的智能照明的系统，很大一部份是采用DDC模块进行控制。灯具的关断交由系统的核心模块DDC进行控制，一般为DDC模块内置的定时元件与光电元件的结合方式来控制。这种方法虽然可以对灯具进行自动控制和减少劳动力需求，但却不能对照明进行自动调光控制。示意图如下12
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图12.自动控制方式
现如今无线个人区域网络和无线传感器网络正在迅速普及，IEEE 802.15无线个人区域工作组已经定义了不同的标准，以满足不同应用程序的需求。无处不在的家庭网络因其能与日常生活的无缝结合而受到广泛关注。这一创新系统能将各种家用电器、智能传感器和能源技术透明化。智能能源市场需要两种类型的ZigBee网络用于设备控制和能源管理。今天，各组织使用IEEE 802.15.4和ZigBee，可以有效地为各种领域提供解决方案如图13，包括消费电子设备控制、能源管理和效率、家庭和商业楼宇自动化以及工业工厂管理。
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图13.ZigBee照明系统
1.3智能照明系统设计的目的和意义
基于ZigBee技术的无限照明系统，他的推出是为了迎合各种不同建筑的内部风格与特点，可以随意的添加适合的照明设备。可以提高照明系统的协调性与丰富性，系统采用了无线传感技术与照明系统的结合，目的和意义在于：
1．节约能源；无线照明系统通过预先设置的程序，在不同的环境与氛围下，通过对外部光源的利用和各种传感器的响应，对照度进行调节。从而达到最佳的照度水平
目 录
第一章 绪论 1
1.1 ZigBee技术介绍 1
1.2智能照明系统的设计背景、发展、现状 2
1.3智能照明系统设计的目的和意义 4
1.4模块功能和作用介绍 5
1.4.1主控模块 5
1.4.2红外采集模块 6
1.4.3光照度采集模块 6
1.4.4 LED照明模块 7
1.4.5无线遥控模块 7
1.4.6电源模块 7
第二章 器件选择和应用软件介绍 8
2.1 CC2430芯片的结构和特点 8
2.2 CC2430硬件电路 10
2.3使用硬件介绍 12
2.3.1 CC2430无线节点模块 12
2.3.2光敏传感器 13
2.3.3人体红外传感器 13
2.4软件介绍 14
第三章 电路图纸设计：系统的设计及实现 15
3.1系统设计图纸 15
3.2系统实现框图 17
第四章 软件编程设计：软件设计及实现 19
第五章 ZigBee照明系统硬件系统、调试及结论分析 22
5.1 ZigBee照明系统测试 22 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
5.2系统安装调试绑定管理 26
53传感器网络分析仪(SNA) 28
结束语 30
致 谢 31
参考文献 32
第一章 绪论
1.1 ZigBee技术介绍
作为IEEE802.15.4标准的ZigBee技术具有低价格、近距离、低功耗的特点,因而成为极具竞争力的新兴技术。其功能应用于各种短距离、低功耗与传输速率较低的电子设备之间进行数据传送以及间歇性的数据和低反应时间数据传输等应用。
简而言之，ZigBee是一个非常可靠的无线数字网络，其作用很像CDMA和GSM网络。ZigBee数字模块类似于移动网络基站。通信范围从7500米的标准到几百米，几公里，并支持无限扩展。无线局域网内更有65000无线数据传输模块可以进行自行组网,在整个网络范围内,每个无线局域网网络数据传输模块之间可以相互通信，每个网络节点之间的距离可以扩展从标准的75m然后无限的拓展。CDMA或GSM网络与移动通信网络，ZigBee网络主要用于工业自动化控制和数据传输，因此，它必须有一个简单、易用、可靠的操作、低价格。移动通信网络主要用于语音通信。每个基站的价值超过100万元人民币，而每个ZigBee基站的价值还不到1000元人民币。每个ZigBee网络节点本身不仅可以作为监控对象，例如数据采集和监控的传感器连接，也可以自动传输数据和其他网络节点。此外，每个ZigBee网络节点(FFD)也可以无线连接到多个孤立子节点(RFD)，该节点不承担网络信息传输任务的范围内的信号覆盖范围。 1.2智能照明系统的设计背景、发展、现状
智能照明系统目前早已普遍应用于各种智能办公大楼，商业酒店以及智能社区之中，和传统智能照明进行比较，基于IEEE 802.15.4的ZigBee照明系统具有节能环保，人性化控制和便于管理的优点。对以往的家庭智能化系统而言，一般只包括门禁系统、可视对讲系统、家居报警系统、安防监控系统等。 但随着家庭智能化的不断发展，智能照明也开始进入家庭装潢行业，人们已经不满足于普通的日常光照，对智能照明的需求也逐渐增加。
使用手动控制照明是传统的一种控制方式如图11，但是传统照明系统都存在着布线繁琐、灯具的增添与减少都得再次布线、整个照明系统的很难进行延伸、改造并且进行维护的成本会非常高， 经常采用的是通过人为控制的方法（通过增加调光模块进行调光操作）以及使用节能灯具来实现节能， 难以根据室内外的光照强度来自主地调整灯具的亮度，因而达不到高效节能与人工智能的目的。
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图11.传统照明方式
现存的智能照明的系统，很大一部份是采用DDC模块进行控制。灯具的关断交由系统的核心模块DDC进行控制，一般为DDC模块内置的定时元件与光电元件的结合方式来控制。这种方法虽然可以对灯具进行自动控制和减少劳动力需求，但却不能对照明进行自动调光控制。示意图如下12
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图12.自动控制方式
现如今无线个人区域网络和无线传感器网络正在迅速普及，IEEE 802.15无线个人区域工作组已经定义了不同的标准，以满足不同应用程序的需求。无处不在的家庭网络因其能与日常生活的无缝结合而受到广泛关注。这一创新系统能将各种家用电器、智能传感器和能源技术透明化。智能能源市场需要两种类型的ZigBee网络用于设备控制和能源管理。今天，各组织使用IEEE 802.15.4和ZigBee，可以有效地为各种领域提供解决方案如图13，包括消费电子设备控制、能源管理和效率、家庭和商业楼宇自动化以及工业工厂管理。
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图13.ZigBee照明系统
1.3智能照明系统设计的目的和意义
基于ZigBee技术的无限照明系统，他的推出是为了迎合各种不同建筑的内部风格与特点，可以随意的添加适合的照明设备。可以提高照明系统的协调性与丰富性，系统采用了无线传感技术与照明系统的结合，目的和意义在于：
1．节约能源；无线照明系统通过预先设置的程序，在不同的环境与氛围下，通过对外部光源的利用和各种传感器的响应，对照度进行调节。从而达到最佳的照度水平
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