Zigbee室内照明控制系统

随着物联网技术的不断深入和普及，智能家居的需求以愈来愈强烈，最为广泛使用的就是智能照明系统。基于Zigbee模块的照明系统主要实现对居住环境内外的灯光的智能控制和管理，具体的说主要实现对灯的单控、组控、全控以及无线遥控控制和多时段定时控制。ZigBe数传技术作为新兴的近距离无线通信技术之一，具有近距离、低功耗、低速率和稳定性高等优点，非常适合在智能照明系统中运用。

1 室内照明系统的总体方案

1.1  室内照明系统的总体设计方案

Zigbee模块灯控系统由Zigbee模块终端灯节点和无线路由器节点组成。终端节点点由CC2530 Zigbee 数传模块，220V驱动电路及继电器节点，及传感器模块组成。CC2530 内部的RF 电路负责与其他的节点进行无线通信。协调器/ 路由器节点负责无线通信及组网，灯控终端节点负责接收无线数据并控制220V灯的亮灭。

1.2  照明系统的硬件设计与实现

CC2530 芯片具备布局构造简单、低功耗，以及能够实现系统可在线编程Flash 储存器等特点，它最显著的优势就是能够以非常低成本的总材料来建立强大的网络节点，因此传感器节点选择CC2530 作为Zigbee无线模块主控芯。根据CC2530 的电路图的整体设计中，可以看出，它主要包含了:传感器电路接口、RF 身寸频电路、滤波去躁电路、电源去耦电路、频率晶体振荡电路以及PL2303 通信电路等其他的一系列辅助电路。其中，RF 无线射频主要是实现Zigbee数传模块无线数据的接收和发送，芯片自带RC 晶振。

在本次设计中还用到了zigbee 的评估板，在这次设计中把评估板设计成一个遥控按键，控制整个硬件实现的过程，它首先和安在继电器上的zigbee 终端模块组网，实现无线控制灯泡，下图是评估板的实物图。在本次设计中还要用到继电器，因为设计需要无线控制灯泡，所以需要继电器来控制。

图1 评估板

2 无线照明系统的软件设计

2.1 协调器节点设计

协调器除了负责无线网络的组网及配置，同时还接收各终端节点所发送的数据，最终通过串口线将数据传给上位机键控软件。该程序设计主要包括zigbee 终端节点、协调器节点的设备初始化、负责终端节点的组网、无线数据收发处理等。终端节点负责对光强进行zigbee数据采集，接收信号，对接收到的进行数据反馈。其程序部分主要包括组网程序和zigbee数据采集程序，终端节点只负责通信因此数据处理能力较低。程序的主流程图如图2 所示。

图2 协调器流程图

将程序编译烧写到模块里，然后连接实物图，最后显示本次设计的最终的实物效果图，如图3 所示：

图3 实物效果图

 

3 总结

本文针对目前大部分家庭采用的布线照明系统中存在的问题，本文提出了一种基于ZigBee数传模块的智能家居照明系统方案，以CC2530 zigbee模块为基础设计了片上控制应用程序，进行了光照的zigbee数传采集，实现了协调器与上位机的通信，协调器与终端节点通信，完成了智能家居照明控制系统的设计。