基于Zigbee無線通信協(xié)議的智能燈光控制系統(tǒng)設(shè)計

本設(shè)計節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)MCU均采用STM32W108芯片(如圖2所示)，該芯片是一個基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的MCU與無線射頻(RF)結(jié)合的SoC，內(nèi)部既有一般的MCU通用資源和外設(shè)，也有特殊的射頻模塊。該芯片集成了符合IEEE 802．15.4標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz收發(fā)器，具有很強(qiáng)的處理能力。Zig Bee協(xié)議棧封裝在EM250芯片中，STM32W108通過全雙工UART與EM250進(jìn)行通信，以實(shí)現(xiàn)組建無線網(wǎng)絡(luò)和無線數(shù)據(jù)傳輸。
2．1 節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計
由圖3可知，節(jié)點(diǎn)硬件主要分為五個部分：控制器模塊、射頻模塊、電源模塊、傳感器電路和繼電器模塊。其中，一控制器模塊上面已經(jīng)說明，采用STM32W108處理器。射頻模塊主要有3個部分組成：一個外置50／100阻抗匹配變壓器，實(shí)現(xiàn)STM32W108最佳負(fù)荷；一個由電感、電容組成匹配網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化RF性能；一個帶通濾波器，處理傳導(dǎo)諧波。電源模塊中，節(jié)點(diǎn)用電取自原燈具用電，為220AC轉(zhuǎn)5VDC。傳感器模塊包含兩個傳感器，一個是光亮度傳感器DLS305I，另一個是紅外線傳感器器LHI778。繼電器模塊由AIKS ARM2F-L繼電器組成。

2．2 網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計
圖4為網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計，與節(jié)點(diǎn)硬件不同的是，網(wǎng)關(guān)硬件增加了一個RS232／485接口電路，用于與上位機(jī)進(jìn)行通信，能夠把全網(wǎng)信息在組態(tài)網(wǎng)上顯示；兩個按鍵中，一個用于對STM32W108控制器進(jìn)行復(fù)位，另一個用于對RS232／485接口進(jìn)行切換；另外，LCD顯示單元，用于顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)建立狀態(tài)和無線數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)。