一套基于ZigBee的室內智能照明系統設計

　　終端控制模塊包括繼電器模塊和PWM 模塊。繼電器模塊利用三極管來放大驅動能力，通過CC2530上的IO 口輸出高低電平來控制繼電器開合或者斷開，從而實現對LED 的開關。PWM 模塊可以控制LED 燈的亮度，CC2530 芯片可以輸出頻率為200 Hz，占空比可以從1%～100%的可調的PWM波。

　　無線遙控模塊是基于終端控制節點設計的，它可自動搜尋ZigBee 網絡，并加入到網絡中建立通信關系，使自己成為其中的一個節點，進而對整個照明系統進行遙控。遙控節點模塊由PIC16F886 單片機讀取4×4 鍵盤的值，通過串口發送給CC2530+CC2591 模塊，然后發送給協調器，協調器發給需要控制的燈的節點。

　　4 軟件設計

　　軟件設計包括上位機的設計和下位機的設計。下位機又包括協調器軟件設計和終端節點的軟件設計。

　　界面包括每個節點燈的狀態顯示，用戶的控制操作。控制操作包括5 種模式：整幢樓同時開關，整層樓同時開關，整個房間同時開關，單個燈的開關，單個燈的PWM 控制。界面設計的流程如圖4 所示，圖5 所示則是上位機的界面圖。

　　本系統中協調器的兩大主要功能是建立網絡和進行網絡管理。ZigBee 協調器主要負責建立ZigBee 網絡、分配網絡地址和維護綁定列表。協調器通過掃描一個空閑信道來創建一個新的網絡，維護一個目前連接設備的網絡列表，支持獨立掃描程序來確保以前的連接設備能夠重新加入網絡。輪詢程序一直掃面串口函數，當串口有數據發送過來時，先判斷是控制指令還是數據接收指令。如果是控制指令，則發送給指定的終端節點;如果是數據接收指令，則將數據傳給上位機界面。

　　協調器的軟件流程圖如圖6 所示。

　　終端節點的任務主要是接收來自協調器的指令，并根據這些指令執行相關的操作。它會一直采樣光強值，并能夠實時根據光強值，改變輸出PWM 值，每次改變都會反饋給上位機。終端節點會采樣電池的電壓，當電壓低于2.2 V 時，發送消息給上位機界面，提醒用戶更換電池。終端節點的軟件流程圖如圖7 所示。

　　5 結語

　　本文利用ZigBee 技術設計的室內照明系統，實現了燈光的單控、組控、全控和自適應調節，提高了照明系統的智能化，大大降低了照明的能耗。測試結果表明，本系統工作穩定，運行效果良好，具有很好的發展前景。