基于Zigbee技术的LED灯光控制器的设计及应用

2012-10-25 11:43

　　本设计主要是将Zigbee 无线技术应用在LED 照明工程中，解决了白炽灯耗电严重，使用寿命短的问题，同时解决照明工程中布线复杂、高功耗、资源浪费大、受距离限制、维护困难的问题。基于Zigbee 技术具有短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度等优点，设计出基于Zigbee 技术的智能家居LED 灯光无线控制系统。主要利用Zigbee无线自组网技术，实现了对LED 灯的开关和亮度调节的无线控制，并且功能细致可以分为单个灯光控制和局域灯光控制。

　　目前我国大力推行用LED 灯取代白炽灯的政策，而且将在五年内实施完成，这一政策解决了照明耗电严重，使用寿命短的问题，此外，工程布线繁琐安装复杂，不易移动控制，能量消耗大、施工周期长、后期维护困难等这些问题仍然需要解决，Zigbee 技术的广泛应用给目前的问题提供了一种解决方式，并且对于家庭生活和办公楼宇而言达到了方便快捷的目的，对于综合管理人员达到高效安全目的。文中提出了一种Zigbee 无线自组网技术与LED 节能灯相结合的设计方案，实现对LED 灯的亮度进行连续调节和远程控制的功能，详细的介绍了软硬件设计系统。

　　 Zigbee 无线技术

　　Zigbee 技术是一种应用于短距离范围内，低传输数据速率下的各种电子设备之间无线通信技术，是一组基于IEEE批准通过的802.15.4 无线标准研制开发的，这就确定了可以再不同制造商之间共享的应用纲要。Zigbee 兼容的产品工作在2.4 GHz 这个全球通用的免费开放频段，这个频段提供了16 个传输信道，每次通信都会自主选择一个最干净干扰最小的信道进行数据传输。在网络层方面，可以采用星形和网状拓扑，根据节点的不同功能，可分为中央协调器Coordinator,路由节点Router 和终端节点FFD.在这3 种拓扑结构中，在星型网络中不易实现Zigbee 的高级特色功能，即路由功能的，每个Zigbee 设备只能和PANC 直接通讯。网状网络是最复杂的，允许路由，而且路由的路径是自动计算出来的最佳路径，而且网络建立后，任何一个设备失效，网络中的设备会重新计算路由的路径，使得不影响网络其他设备正常通讯。

　　所以本系统采用的是树状网络结构，简单且易于实现功能。

　　1 Zigbee 的优点与特性

　　1）低功耗是Zigbee 技术最具优势的地方。在通信状态，Zigbee 终端耗电在几十毫瓦左右，在省电模式下，耗电仅仅几十μW,相当有一节干电池可以工作近一年。

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