一套基于ZigBee的室内智能照明系统设计

　　终端控制模块包括继电器模块和PWM 模块。继电器模块利用三极管来放大驱动能力，通过CC2530上的IO 口输出高低电平来控制继电器开合或者断开，从而实现对LED 的开关。PWM 模块可以控制LED 灯的亮度，CC2530 芯片可以输出频率为200 Hz，占空比可以从1%～100%的可调的PWM波。

　　无线遥控模块是基于终端控制节点设计的，它可自动搜寻ZigBee网络，并加入到网络中建立通信关系，使自己成为其中的一个节点，进而对整个照明系统进行遥控。遥控节点模块由PIC16F886 单片机读取4×4 键盘的值，通过串口发送给CC2530+CC2591 模块，然后发送给协调器，协调器发给需要控制的灯的节点。

　　4 软件设计

　　软件设计包括上位机的设计和下位机的设计。下位机又包括协调器软件设计和终端节点的软件设计。

　　界面包括每个节点灯的状态显示，用户的控制操作。控制操作包括5 种模式：整幢楼同时开关，整层楼同时开关，整个房间同时开关，单个灯的开关，单个灯的PWM 控制。界面设计的流程如图4 所示，图5 所示则是上位机的界面图。

　　本系统中协调器的两大主要功能是建立网络和进行网络管理。ZigBee协调器主要负责建立ZigBee网络、分配网络地址和维护绑定列表。协调器通过扫描一个空闲信道来创建一个新的网络，维护一个目前连接设备的网络列表，支持独立扫描程序来确保以前的连接设备能够重新加入网络。轮询程序一直扫面串口函数，当串口有数据发送过来时，先判断是控制指令还是数据接收指令。如果是控制指令，则发送给指定的终端节点;如果是数据接收指令，则将数据传给上位机界面。

　　协调器的软件流程图如图6 所示。

　　终端节点的任务主要是接收来自协调器的指令，并根据这些指令执行相关的操作。它会一直采样光强值，并能够实时根据光强值，改变输出PWM 值，每次改变都会反馈给上位机。终端节点会采样电池的电压，当电压低于2.2 V 时，发送消息给上位机界面，提醒用户更换电池。终端节点的软件流程图如图7 所示。

　　5 结语

　　本文利用ZigBee 技术设计的室内照明系统，实现了灯光的单控、组控、全控和自适应调节，提高了照明系统的智能化，大大降低了照明的能耗。测试结果表明，本系统工作稳定，运行效果良好，具有很好的发展前景。