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基于Zigbee技术的LED灯光控制器的设计及应用

2012-10-25 11:43
人在旅途20
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  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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