一種ZigBee傳感器實現的景觀LED系統設計

　　（2）傳感器網絡信息通信

　　系統中傳感器網絡場景控制器與照明單元間的數據傳輸采用直接傳輸方式（無中間設備轉發），即場景控制直接將數據發送給照明單元，當照明單元接收到數據后發送確認信息給場景控制器。該數據傳輸方式要求端節點設備隨時都處于數據接收狀態，也就是要求其隨時都要處于喚醒的狀態。場景控制器使用單播方式發送信息輪詢各傳感器節點，場景控制器啟動后按時間片輪，依照網絡表中各照明單元的順序，定期發送數據發送請求幀到照明單元進行輪詢，照明單元接收到發送請求幀，返回應答幀，應答幀中包含其狀態信息（如電池電壓，電輔，當前設置，燈顏色亮度等）。

　　（3）傳感器網與上位機的通信

　　場景控制器啟動獲取IP地址并建立網絡表，它定期（默認5min，可設置）報告本傳感器網內照明單元狀態信息到上位機。上位機通過網絡設置場景控制器的輪詢間隔，校對場景控制器本地時鐘及該網絡場景（照明單元參數集）。

　　（4）系統同步

　　景觀控制中場景效果的實現需各照明單元間協調執行，這就要求解決各照明單元的同步問題。系統在解決同步問題上采取兩級同步機制，上位機軟件與場景控制器通信協議間使用校驗時間幀，上位機定時發送時間校驗幀，場景控制器通過該幀取得上位機時間，核對校正本地時間。傳感器網絡中采取場景控制器每60s發送廣播脈沖幀實現其所管理網絡各節點間的同步，脈沖幀中包含計時單位為秒的計數器更新數據，照明單元接收到廣播脈沖幀后更新定時本地定時器計數的值，照明單元內部定時器每1s將此定時器計數的值1.傳感器網關每10s廣播一次當前時間信息，傳感器網關內設時鐘芯片，傳感器網內部時間計數單位為秒，傳感器網關將時鐘芯片的HH:MM:SS換算為一秒計數，各傳感器設備接收到此時間數據，更新內部的時間計數器，各傳感器設備定時器1s中斷一次，中斷服務中時間計數器自加1.

　　（5）主要傳輸數據

　　系統中監控主機與場景控制器以及場景控制器與各照明單元間通信數據幀主要包括：

　　其中：場景設置指令幀根據上位機操作要求，在改變景觀照明或定時啟動不同場景時由監控主機發出，場景控制接收到指令幀，回復應答幀（含本網照明單元狀態信息）。狀態請求幀由操作人員通過上位機軟件隨時發出，場景控制器接收到請求幀，回復應答幀。脈動幀則由場景控制器定時上報本網絡狀態信息。脈動幀與應答幀格式相同，脈動幀的幀序號為0，而應答幀序號與接收的指令或查詢序號相同。脈動（應答幀）格式如圖3所示。

　　圖3 應答幀格式

　　照明單元定時測量狀態信息（1s檢測一次），照明單元應答幀與其脈動幀格式一致，信息包括溫度（1B）、濕度（1B）、電池電壓（1B）、電源供給狀態（電池、市電、電池+市電）與燈珠工況（1B）。

　　4 結 語

　　本文介紹了一種基于ZigBee傳感器網絡的景觀照明系統的設計，該系統利用傳感器網絡實現了對系統內眾多照明單元狀態的實時檢測及集中控制管理，系統提出的檢測控制通信方式保證了多場景間切換的協調同步，實時性強。在城市主體公園應用中運行可靠，多場景的設置方便、自動切換準確。同時，該系統也可應用于公園、場館照明等照明單元多的場所。