一款基于ZigBee的智能路燈控制系統設計

2.3.3 LED路燈控制模塊

LED 路燈控制電路如圖7 所示，路燈由兩部分控制。當定時時間到時開啟路燈，開啟模式為全亮;進入雷達檢測模式后，有移動物體出現在檢測范圍內，開啟全亮模式;兩種控制用與門連接，有一個輸出為低電平就開啟路燈。沒有移動物體在雷達檢測范圍之內時路燈處于半亮模式，接入的電壓為全亮模式的一半用。為了使其控制端間互不影響，在各控制末端加入光電耦合器進行隔離。

3 軟件設計

系統上電后進行初始化，檢測系統是否正常工作，如果正常則按照路燈控制界面進行狀態檢測并對路燈進行輸出控制，使路燈按照既定程序實現開/關狀態。

主機系統顯示相應的控制信息;協調器不斷檢測主機數據輸出口狀態判斷發送數據與否;終端等待協調器的數據進行。系統軟件設計主要包括主機軟件設計、協調器軟件設計、路由器和終端軟件設計等三大部分。其中在協調器軟件設計、路由器和終端軟件設計上協議棧尤為重要，不同廠家出品的不同產品有不同協議棧。本文使用的芯片為TI公司生產的CC2530芯片，使用的協議棧是由TI公司出品的Z-Stack協議棧。

3.1 主機系統軟件設計

根據智能路燈系統實現功能的需要，主機系統軟件劃分為以下幾個部分：監控主程序、日歷時鐘子程序、LCD顯示子程序、鍵盤掃描子程序、光線明暗檢測子程序。監控主程序通過對時間、鍵盤、光線情況的循環判斷，決定是否執行相應的功能程序。主機軟件設計流程圖如圖8所示。主機根據時間與外界光線狀態發出控制命令如表1所示。

3.2 協調器系統軟件設計

根據協議棧對協調器系統進行軟件編程。實現此項目要求只需修改協議棧的應用層和硬件層。應用層執行查詢任務工作，修改硬件層使整個系統與所擴展的硬件匹配。

3.2.1 硬件層的修改

定義協調器的P2.0、P2.1為數據的輸入端口。協調器上有顯示故障信息的12864顯示模塊，首先建立一個lcd.h 文件，在內部定義所應用的管腳定義及相應的宏定義。之后按照12864 的時序編寫12864 的讀寫程序lcd.c,建立出數據與寫數據位置的接口函數。在協議棧中ZigBee 聯盟已經將LCD 的顯示程序封裝在硬件層，如果應用另外的顯示硬件只需將原有的lcd.h文件覆蓋即可。

3.2.2 應用層修改

系統不斷的采集主機數據輸出端口發來的數據，根據數據的不同而執行相應的操作。首先將讀取主機數據任務ID 號加入到任務中，這樣在任務循環執行時方可執行到，否則永遠執行不到這個任務。協調器讀取任務流程如圖9所示。

3.3 路由器和終端節點系統軟件設計

根據協議棧對路由器和終端節點系統進行軟件編程。同樣只需修改協議棧的應用層和硬件層。應用層執行查詢任務工作，修改硬件層使整個系統與所擴展的硬件匹配。路由器和終端節點系統中開關燈、開關雷達端口用協議棧內部定義好的兩個LED燈端口。用控制兩個LED燈的開/關分別控制路燈開/關、雷達控制開/關。路由器和終端節點系統接收來自協調器的字符控制信號，不同字符執行不同操作。利用中斷查詢方式采集亮燈狀態下燈泡的光照強度進而判斷是否出現故障，出現故障進入故障處理函數，編輯路燈地址并發送到協調器。

4 總結

本方案從應用方面著手對ZigBee技術的網絡拓撲結構進行研究，采用TI公司的Z-Stask協議棧和IAR 開發環境，以CC2530芯片為核心構建了一個基于ZigBee通信網絡的路燈控制系統。該路燈控制系統的設計與傳統的路燈控制系統設計相比，一方面減少了“ 全夜燈”、“后夜燈”,有效的節約了電能資源，并且還保護了電燈，延長了其使用壽命;另一方面智能路燈控制系統可對全部路燈進行實時監控和管理，集中控制、監視、檢查，大大減少了后期人力、物力、財力的投入，同時提高了巡查設備和路燈的工作效率。