基于Zigbee无线通信协议的智能灯光控制系统设计

本设计节点和网关MCU均采用STM32W108芯片(如图2所示)，该芯片是一个基于ARM Cortex-M3内核的MCU与无线射频(RF)结合的SoC，内部既有一般的MCU通用资源和外设，也有特殊的射频模块。该芯片集成了符合IEEE 802．15.4标准的2.4GHz收发器，具有很强的处理能力。Zig Bee协议栈封装在EM250芯片中，STM32W108通过全双工UART与EM250进行通信，以实现组建无线网络和无线数据传输。
2．1 节点硬件设计
由图3可知，节点硬件主要分为五个部分：控制器模块、射频模块、电源模块、传感器电路和继电器模块。其中，一控制器模块上面已经说明，采用STM32W108处理器。射频模块主要有3个部分组成：一个外置50／100阻抗匹配变压器，实现STM32W108最佳负荷；一个由电感、电容组成匹配网络，优化RF性能；一个带通滤波器，处理传导谐波。电源模块中，节点用电取自原灯具用电，为220AC转5VDC。传感器模块包含两个传感器，一个是光亮度传感器DLS305I，另一个是红外线传感器器LHI778。继电器模块由AIKS ARM2F-L继电器组成。

2．2 网关硬件设计
图4为网关硬件设计，与节点硬件不同的是，网关硬件增加了一个RS232／485接口电路，用于与上位机进行通信，能够把全网信息在组态网上显示；两个按键中，一个用于对STM32W108控制器进行复位，另一个用于对RS232／485接口进行切换；另外，LCD显示单元，用于显示系统工作状态、网络建立状态和无线数据发送状态。