基于Zigbee无线传感器网络的智能灯光跟随系统
智能灯光控制原理
智能灯光控制原理
智能灯光控制是基于先进的科技和物联网技术，通过将灯具与互联设备连接，实现对灯光的智能控制和管理。
其原理主要包括以下几个方面。
1. 通信技术：智能灯光控制系统需要通过无线或有线通信方式，将灯具与控制设备连接起来。
常用的通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。
通信技术的选择将直接影响到系统的稳定性
和灯光控制的范围。
2. 控制设备：智能灯光控制系统通常由一个或多个控制设备组成，如智能手机、平板电脑、智能语音助手等。
用户可以通过这些设备上的控制软件或应用程序，实现对灯光的远程控制和管理。
3. 传感器：为了实现更加智能化的灯光控制，智能灯具通常会搭载多种传感器，如光照传感器、温度传感器、人体感应器等。
这些传感器可以感知环境变化，根据用户需求自动调整灯光亮度、色温等参数。
4. 数据处理和算法：智能灯光控制系统将通过采集到的各种数据，如灯光亮度、温度、人体活动等，进行数据处理和分析。
通过智能算法，系统可以根据用户的习惯、需求和环境变化，自动调整灯光的亮度、色温和效果，以达到更加舒适和节能的效果。
5. 联动控制：智能灯光控制系统还可以与其他智能设备进行联
动控制。
比如，当用户进入房间时，灯光可以根据人体感应器感知到的活动情况自动开启；当用户离开房间时，灯光也可以自动关闭。
此外，还可以与安防系统、音乐系统等其他智能设备进行联动，实现更加智能、便捷的居家体验。
通过以上原理，智能灯光控制系统可以实现更加智能化、节能化和舒适化的灯光管理，提升用户的使用体验，同时也是智能家居领域的一个重要应用方向。
基于WiFi的智能LED照明控制系统设计
基于WiFi的智能LED照明控制系统设计概述本文档旨在介绍一个基于WiFi的智能LED照明控制系统的设计方案。
该系统能够实现远程控制和调节LED灯光的亮度和颜色，提供便捷和个性化的照明体验。
系统组成该系统主要由以下组成部分构成：1. LED灯具：使用可调节亮度和色温的LED灯具，提供灯光控制的基础。
2. WiFi模块：用于与用户的智能设备进行通信，接收用户指令并传输给LED灯具。
3. 服务器：负责处理用户指令并将其传输给正确的LED灯具，同时管理灯具的状态和配置信息。
系统功能该系统具备以下主要功能：1. 远程控制：用户可以通过连接到WiFi网络的智能设备，远程控制LED灯具的开关、亮度和颜色。
2. 调光调色：用户可以根据实际需求，通过调整LED灯具的亮度和色温，获得适合不同场景的照明效果。
3. 定时任务：用户可以设置定时任务，例如定时开关灯、定时调整亮度等，实现智能化的照明管理。
系统设计以下是该系统的设计概述：1. 用户界面：为了方便用户操作，该系统需要提供一个用户友好的界面，可以通过智能手机、平板电脑或电脑进行操作。
2. 通信协议：系统使用WiFi作为通信方式，用户通过连接到同一WiFi网络的智能设备与LED灯具进行通信。
3. 数据传输：用户指令通过WiFi模块传输到服务器，服务器根据指令类型进行相应处理，并将结果传输回LED灯具。
4. 灯具控制：LED灯具接收到服务器传输的指令后，根据指令进行相应的开关、亮度和颜色调节。
5. 状态管理：服务器负责管理灯具的状态和配置信息，并提供灯具管理接口供用户查询和操作。
优势和应用场景该系统的设计具有以下优势：1. 灵活便捷：用户可以通过智能设备随时随地控制LED灯具，为用户提供便捷的灯光控制体验。
2. 个性化照明：用户可以根据自己的需求和喜好，调整LED灯具的亮度和颜色，获得个性化的照明效果。
3. 能源节约：LED灯具具有高效节能的特点，可以帮助用户减少能源消耗。
基于ZigBee的智能夜灯设计与实现
０ 引 言
随着科 技 的发 展 及 社 会 生 活 水 平 的提 高 ， 居 家 智 能化 越来 越 受 到人 们 的关 注 ． 能 家 居 可 以满 足 智 人 们对 安 全 、 适 、 捷 、 能 、 碳 、 保 等 时 尚生 舒 便 节 低 环 活 的追 求 Ｊ智 能 家 居 的研 究 愈 来 愈 多 ， 中 智 能 ． 其 灯 光控 制 系统 是重 要 研 究 方 向之 一 ． 当前 智 能 家 居 的行业 标 准 还 未 制 订 ， 种 研 究 成 果 使 用 的方 法 、 各 技术 、 设计 思想 也各 不 相 同． 目前 市场 上 的夜 灯 在 很 大 程 度 上 忽 略 了 一 些
间和地 点 才会 亮起 ， 灯光 亮度 可达 到 智能 的节 能控 制要 求． 且
关 键词 ： 智能夜 灯 ；ｉＢ ｅ单 片机 Ｚｇ ｅ ；
中图分 类 号 ： Ｐ ９ Ｔ３３ 文献标 志 码 ： Ａ
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｍ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔｏ ｆｉ ｔ ｌ ｇ ｎｔｎ ｇ ｔｌｇ ａ ｅ ｏ ｇ ｅ ｓｇ ｎｄ ｉ ｌｍ ｎ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ ｅｌ ｅ ｉ ｈ ｉｈｔｂ ｓ ｄ ｎ ＺｉＢｅ ｉ
基于ZigBee技术的远程无线智能灯光控制系统的设计
基于ZigBee技术的远程无线智能灯光控制系统的设计作者：蒋峰李行熊霆宇黄昌瑞王淑良来源：《现代电子技术》2017年第02期摘要：针对人们对居住环境智能化、舒适程度等越来越高的要求，以及节能、环保的目的，提出一种操作方便、节能的远程无线智能灯光控制系统的设计实现方法。
该系统采用ZigBee技术远程控制灯的开关、调节灯光的强弱，并使灯光强度恒定。
该系统改进了现有灯光需要有线、固定开关控制以及光强随电压波动的缺点，节约了人力资源，达到充分合理地利用电能的目的，真正实现节能、环保以及方便控制。
实验结果表明，该系统具有操作方便、节能、体积小、响应速度快、便于安装等特点，具有一定的推广应用价值。
关键词：无线开关；节能； ZigBee；灯光控制中图分类号： TN911⁃34； TP273 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2017）02⁃0114⁃04Abstract： To meet the high requirement of the intelligent and comfortable living environment，and achieve the purposes of environmental protection and energy saving， a design and implementation method of the remote wireless intelligent lighting control system with easy operation and energy saving is proposed. The ZigBee technology is used in the system to control the switching of lights remotely， adjust the intensity of lights， and keep the light intensity constant. The shortcomings of the wired lighting control， fixed switch control and light intensity fluctuation changed with voltage were eliminated by the system， the system can save the human resources，achieve the sufficient and reasonable utilization of the electric energy， and realize the objectives of saving energy， environmental protection and convenient control indeed. The experimental results show that the system has the features of convenient operation， energy saving， small size， fast response and easy installation， and a certain promotion and application values.Keywords： wireless switch； energy saving； ZigBee； lighting control0 引言随着人民生活水平的提高，人们对于居住环境智能化、舒适程度等要求越来越高，家居灯光的智能控制成为科学家的研究热点[1]。
通过无线传感器网络ZigBee实现灯光的远程控制
通过无线传感器 网络 Ｚｇ ｅ 实现灯光 的远程控 制 ｉＢ ｅ
口 周 鹏
安徽 ・ 州 ２ ７ ０ ） 池 ４００ （ 州 市城 乡规 划设 计 研 究 院 池
摘 要 ：无线传 感器 网络（ ｒｌ ｓ ｅ ｓｒ ｅｗ ｒｓ 的 目的就在 于让这个传感器的集合具有这种可预见的强大 Ｗｉ ｅ Ｓ ｎｏ Ｎ ｔ ｏｋ ） ｅｓ 的能力 ， 比如战场 监控 、 灾害预警 、 工厂设备 的控制、 家庭 自动化等等。 关键词 ：Ｚｇ ｅ 网络协调器 远程控制 移动应用 ｉＢ ｅ 中图 分 类 号 ：Ｔ ３ Ｐ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ： ｌ０ ．９３（ ０ ０ ０ ．５． １ ０ ７３ ７ ２ １ ） ９０ ００ １基 于 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ的灯光远程控制 系统的开发背景 Ｚｇｅ 一 词源 自蜜蜂 群 在发 现 花粉 位 置时 ， 过 跳 Ｚｇ ａ ｉ ｅ ｂ 通 ｉ ｇ Ｚ 形舞蹈来告知同伴 ， 达到交换信息的 目的。可 以说是一种小的 动 物 通 过简 捷 的方 式 实现 “ 线 ” 无 的沟 通 。 ｉ ｅ Ｚｇ ｅ的技 术具 有 如 Ｂ 下特性： 数据传输速率低 ； 功耗低： 成本低； 网络容量大； 有效范 围小 ： 作频 段 灵活 ： 全 ； 工 安 自动 动 态 组 网、 自主路 由。 ｉ ｅ Ｚｇ ｅ的 Ｂ 这些技术特性决定它将是无线传感器 网络 的最好选择。 诞生于 １９ 年 的 ＢｕＴｏｈ 蓝牙） ９８ ｌ ｏｔ（ ｅ 无线技术正是因为没有 以上所述 Ｚｇ ｅ ｉ ｅ的特性 ， Ｂ 由于复杂、 高成本、 低传输距离等原因 而 不 能应用 在 Ｗ Ｓ 上 。但 是 ｚ２ ｅ 技 术 完全 能适应 ｗＳ 的 Ｎ ｉ ｅ Ｂ Ｎ 苛刻 要求 ， 因而 Ｚｇ ｅ技术 是 当前最适 合 Ｗ Ｓ ｉ ｅ Ｂ Ｎ的无 线通信 技术 。 正是基 于对 上面观 点 的强烈 认 同， 择“ 光远程 控制 ” 个 选 灯 这 Ｚｇ ｅ ｌ ｎｅ已经 在智 能 家居 应用 中定 义 的项 目作 为应 用 。 ｉ ｅ ｌ ｃ Ｂ Ａｉ ａ ２ 基于 Ｚｇ ｅ ｉ Ｂｅ 的灯光远程控制系统应具备 的功能 作 为 一 个灯 光 远 程 控 制系 统 ，无 线 网络 中至 少 需 要 两 个 设 备 ， 且其 中一 个 必 需 是 网络 协 调 器 （ ｏ ｒｉａ ｒ ， 一个 并 Ｃ ｏｄｎｔ ） 另 ｏ 可以是终端 设备 （ Ｆ 。要求 网络协调器能够 自动选择干净 Ｒ Ｄ） 的物理通道 并创 建网络 ， 许可终端设备加入到网络， 支持终端 设 备绑 定（ 服务端 ）支 持通过设备 ＭＡＣ地址搜寻 ＮＷＫ地址 ， 功 能， 支持开关控 制功能（ 发送控制消息）支持灯光控制功能 ， （ 接收控制 消息） 。要 求终端设备 能够 自动 发现 附近的网络 ， 并选择其 中一个合适的加入， 支持终端设备绑定（ 客户 端）支 ， 持通过设备 ＭＡ Ｃ地址搜寻 ＮＷＫ地址功能， 支持开关控制功 能 （ 送 控 制 消 息 ） 支 持 灯 光 控 制 功 能 （ 收控 制 消 息 ） 发 ， 接 。支 持 通 过 串 口显 示 设 备 运行 信 息 ， 便 调试 。 方 ３ 开 关 控 制 应 用 的 设 计 要 求 灯 光 远 程 控 制 应 用 已经 由 Ｚｇ ｅ ｌ ｎｅ 行 定义 ， ｉＢ ｅＡｌａｃ 进 ｉ 描 创建绑定 。创建绑定操作如下 ： 在需要绑定的一个 设备 （ 灯 “ 没备” 开关 设备” 按压按钮 Ｒ ５一次备上按压按钮 Ｒ Ｂ５一次。 定成功与否将通 绑 过指示灯 Ｒ Ａ０指示， 如果绑定成功 ， 指示灯 点亮 。 注意： 该操作是可逆的， 如果在绑定成 功之后 ， 再次以相 同的方式操 作， 则解除绑定。 ４通过串口进行设备调试的设 计 在产品调试过程 中，经常需要在线观 察设备 的一些 内部 状态， 以判断程序 的运行是否正常 ， 在进行 ｂ ｇ排除时这种需 ｕ 求会更多。 但这些产品不象 Ｐ Ｃ那样功能强大， 又没有显示装 置， 要实现在线观 察运行状态的需求并不容易， 即使使用仿真 设备也不是能完全满足我们 的需要 。为此我 设计 了几个 串口 通信的函数 ， 在设备上配备 了串口， 这样在应用工程师需要观 察 某特 定状 态 时 ， 需 要 在 此 放 置 这 些 函 数 ， 需 要 的 状 态 通 只 把 过 串口传递到 Ｐ Ｃ上进行观察 。另外这些串 口程序还可以实 现通过 Ｐ Ｃ控制产 品工作的希望。设计的串口函数 如下 ： ｖ ｉ Ｃ ｎｏｅｎｔ ｏｄ； ／ 口初 始 化 ｏｄ ｏ ｓｌ ｉｖ ｉ） ／串 Ｉ （ ｂ ｏ Ｃ ｎｏｅｓｕＲ ａｙ ；／ ｏ ｌ ｏ ｓｌｌ ｔｅｄ ０ ／检查 串口发送操作是否完 成 Ｐ ｖ ｉ Ｃ ｎｏｅ ｕ（ Ｙ Ｅｃ：／发送 数 据 ｏｄ ｏ ｓ１ ｔ Ｔ ／ Ｐ Ｂ ） ｖ ｉ Ｃ ｎｏｅ ｕＳｒ ｇＢＹ Ｅ ） ／ ｏｄ ｏ ｓｌ ｔｔｎ （ Ｔ ｓ Ｐ ｉ ；／发送字符 串 ｖ ｉ Ｃ ｎｏｅ ｕ ＯＭＳｒ ｇＲ Ｍ ｈｒ ｔ ；／发送字符 ｏｄ ｏ ｓｌ ｔ Ｐ Ｒ ｔ ｎ（ Ｏ ｃａ＊ｓ ） ／ ｉ ｒ 串 （ 符 串在 Ｆａｈ中 放置 ） 字 ｌ ｓ ｂ ｏ Ｃ ｎｏｅｓ ｔｅｄ （ ／ ｏ ｌ ｏ ｓｌＩ Ｒ ａｙ） 检查 串口是否收到数据 Ｇｅ ；／ Ｂ Ｅｃ ｎｏｅ ｔ ｏｄ：／接收数据 ＹＴ ｏ ｓｌ （ ｉ） ／ Ｇｅ ｖ
基于ZigBee的智能建筑灯光控制系统设计
备 ，实 现 降低 能耗 ，节 省管 理 费 用 ，是 一 个 大 的
趋势。
控 制 系统 ，布 线 麻 烦 ，增 减 设 备 需 要 重 新 布 线 ，
系 统 可扩 展性 差 ，系统 安 装 和维 护 成 本 高而 且 移 动性 能 差 ．因此无 线 通 信技 术 ，是 实现 智 能 照 明 系统 的理想 选择 。 近 年 来 ，近 距 离 无线 通 信 技 术获 得 了迅 猛 的
区 、智 能 大 厦都 是 充分 利 用 了 楼宇 自动 化 的技 术
收稿 Ｆ期 ：２ １－ ６ ０ ｔ ０ １０—９
有无 线 技 术 。智 能 照 明 系统 自身 的要 求 和 Ｚｇ ｅ ｉ ｅ Ｂ 技术 具有 的特点 ，决定 了 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ是实 现无 线 智 能
测 控技
照 明 系 统 的最 佳 解决 方 案 。无 线 智 能 照 明 系统 的
若 干终 端 节 点 ，这些 节 点 构 成 了本 房 间 内 的照 明
图 ２ 无 线 智 能 照 明 系 统 实验 网络 布 局 图
自主控 制子 系统 。 整 个 系统 由基 站 节 点 与 各 房 间 自主控 制 子 系
在 办公 套 房 中 ， Ｚｇ ｅ ｉ ｅ网络被 设计 成 网状 拓 Ｂ 扑结 构 引 。每 盏灯 中都 集 成有 Ｚｇ ｅ ｉ ｅ模块 ．每 个 Ｂ
控 制 器 与照 明灯 节 点之 间 只 需 传输 开关 信 号 和 调
到基 站 节 点 的 多条 网络 ，实 现 与 基站 节 点 的 信息
交互 。
光 信 号等 开 光 量 ，且 数 据 发 送频 率 不 高 。而 Ｚｇ ｉ ． Ｂ ｅ的最 大传 输 速 率可 以达 到 ２ ０ ｂ ｓ ｅ ５ ｋ ／ ，这对 于 实
基于ZigBee的路灯控制系统
基于ZigBee的路灯控制系统近年来，随着城市发展速度加快、人口增长率不断上升，以及城市规模的不断扩大，城市智能化已成为解决城市管理和发展的重要手段。
其中，路灯控制系统的智能化是城市建设和改善交通安全的重要组成部分，为此基于ZigBee技术的路灯控制系统应运而生。
本文将详细介绍基于ZigBee的路灯控制系统。
一、ZigBee技术概述ZigBee是一种基于IEEE 802.15.4标准的无线通信技术，该技术具有低功耗、低速率、低数据量传输、低延迟等特点。
ZigBee技术可以将多个节点链接成一个网络，并实现节点间的数据传输，从而建立了广泛的应用场景。
ZigBee的无线控制技术，可以控制智能家居、智能城市、智能工厂等方面，ZigBee技术在智能家居、智慧城市和物联网等领域得到了广泛应用。
二、基于ZigBee的路灯控制系统基于ZigBee的路灯控制系统是一种智能化的路灯控制系统，实现了对路灯的远程无线控制。
该系统以ZigBee协议为基础，通过传感器接收光线变化、温度、湿度等数据信号，并通过物联网的技术与控制中心相连通，在实现对给定时段路灯的开启、关闭、亮度调节等控制功能。
基于ZigBee的路灯控制系统由节点、协调器和中心控制三个部分组成。
其中，节点由无线ZigBee模块、温湿度传感器、光照传感器、LED灯等组成。
三、基于ZigBee的路灯控制系统的工作原理（1）路灯节点的工作原理路灯节点由无线ZigBee模块、温湿度传感器、光照传感器、LED灯等各个部分组成，当节点上的光照传感器检测到光强度低于阈值时，会向协调器发送信号，告知其需要打开灯光。
相反，当光照传感器检测到光强度高于阈值时，则会向协调器发送信号，告知其需要关闭灯光。
（2）协调器的工作原理协调器由无线ZigBee模块、处理器等组成，在系统中充当着路灯节点与中心控制器之间的桥梁，实现节点之间的数据传输以及与中心控制器之间的通信。
协调器负责处理节点发送的数据，将其发送给中心控制器，并接受来自中心控制器的指令，将其传输到对应的路灯节点进行控制。
基于Zigbee的智能灯光控制系统设计毕业设计论文
这是一种声控电子照明装置，由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路组成。是一种操作简便、灵活、抗干扰能力较强，控制灵敏的声控灯，当附近有人经过发出声音时，声控灯由话筒传入，并经过功率放大使电路接通，从而实现灯的智能控制。声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成[18]。
基于ZigBee技术的无线智能照明系统
基于ＺｉｇＢｅｅ技术的无线智能照明系统作者：吴光荣章剑雄来源：《现代电子技术》2008年第14期摘要：在简单介绍无线智能照明系统特点的基础上，讨论基于ZigBee无线网络技术的无线智能照明系统的实现。
硬件设计基于支持ZigBee的oC芯片CC2430，软件设计基于Z-tack 协议栈和ZigBee Alliance规定的ZigBee ome Automation Public Application Profile。
系统可以实现对灯节点的单控、全控、开关控制以及调光控制，达到使照明系统更加便捷和节能的设计目的。
关键词：照明系统;无线网络WU Guangrong，(No2nd Research Institute,China Electronics echnology GroupCorporation,angzhou,310012,China)[J12]Abstract：he characteristics of wireless intelligent lighting system are presented simply in this paper,and then the design of wireless intelligent lighting system is discussed based on ZigBee wireless technologyhe true oC ZigBee solution CC2430 is applied to hardware design,and software design based on Z-tack which is compliant with the ZigBee specification and ZigBee ome Automation Public Application Profile provided by ZigBee Alliancehe lamps can be controlled one by one or as a wholeurn on/off the lamps simply or adjust the brightness of lamps can be realizedhe designedKeywords：lighting system;wireless network;ZigBee;CC2430[J12/3]1 引言随着社会的进步，节能和环保已是大势所趋，在照明领域中，采用新型节能光源、节能电器及高效灯具来达到节约电能的目的，已广泛被人们所接受。
基于Zigbee的智能灯光控制系统设计
摘要在现代社会，自动化与智能程度得到很大提高的今天，家居智能管理很有可能是人们今后的主流选择。
本文在研究的过程中，立足家庭照明展开了分析。
在具体的论述上，通通过实现传统和智能照明模式比对，通过分析目前主流照明控制中家庭照明中凸显出部分严重问题，如照明控制方式落后，甚至很大程度都还是采用机械开关，安全系数低，舒适性差，布线复杂等。
考虑到既有控制方式的不足，其很容易导致资源的浪费，甚至在控制的过程中，由于错误控制，导致明明房间里没有人，但是却灯火通明的现象。
所以要想改进不足，就必须实现控制的深入研究。
本文在研究过程中，对传统以及现代照明展开了深入的探讨和论述，基于比对实现优缺点的获取。
同时在进行研究过程中，本文提出了可以基于Zigbee应用实现无线智能控制改变方案的提出。
在本文所研发的系统中，通过搭载两个Zigbee功能板，一块功能板的作用是导入，同时将导入的数据作为信号发射出去，给予控制器一个信号。
同时另外一块功能板可以直接和继电器连接，其可以实现第一块功能板发出信号的接收，按照信号指令来完成室内照明管控。
在这种控制方式下，只有室内有人，且光线不足时才点亮所需灯光，而在室内无人，光线不足的情况下，灯处于熄灭态势。
借助这种方式进行管控，能够有效实现能源的节约，真正的实现智能化管控呢。
本文中将会详细的介绍整个控制系统的功能以及控制策略，软件程序设计包括LED灯初始化、光敏传感器初始化、PIR传感器初始化、协议栈初始化，串口通讯等。
最后，将会在模拟实际环境下，对其进行测试可行性与性能。
大量的实验证实，通过引入Zigbee无限控制，可以实现突出的管控效益，并且可以显著提高节能效果，改善“无人灯亮”的问题。
关键词：Zigbee，光敏传感器，热释红外传感器，节能AbstractIn this paper, the characteristics of traditional lighting and modern lighting are st udied comprehensively. By comparing the advantages and disadvantages, an advance d wireless intelligent control change scheme using Zigbee is given. That is to say, two Zigbee function boards are used in the system, one is imported into the photosensitiv e sensor and the thermo-infrared sensor, which are used for signal transmission, the ot her is connected to the relay module to receive signals and combine them. Control the light to turn off.In modern society, the degree of automation and intelligence has been greatly improved today, home intelligent management is likely to be the mainstream choice for people in the future. The main research object of this paper is family lightin g. It mainly compares intelligent lighting with traditional lighting. Through the analys is of some serious problems in the current mainstream lighting control, such as backw ard lighting control mode, mechanical switch, low safety factor, poor comfort, comple x wiring and so on. Because of the insufficiency of these control methods, energy is w asted enormously. Even in the mistaken area of control, there is no one in the room, b ut the lights are bright. In view of these shortcomings, it is necessary to do a further re search and development on control.In this control mode, only when there are people in the room and the light is insu fficient to light the required lights, but when there is no one in the room and the light i s insufficient, the lights do not turn on. This control method can solve the problem of wrong interruption and energy waste. In this paper, the function and control strategy o f the whole control system will be introduced in detail. The software program design i ncludes LED lamp initialization, photosensitive sensor initialization, PIR sensor initia lization, protocol stack initialization, serial communication and so on.Finally, the feasibility and performance of the system will be tested under simulated r eal environment. Experiments show that the use of Zigbee wireless control can have a good control effect, and can significantly improve the energy-saving effect, improve t he "unmanned light" problem.Key words: Zigbee, photosensitive sensor, pyroelectric infrared sensor, energy saving目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 基于Zigbee灯光控制系统研究的背景 (1)1.2 现有灯光控制方案 (2)1.2.1 传统灯光控制 (2)1.2.2 声控有线自动控制 (2)1.2.3 光强无线灯光控制 (2)1.3 方案比较 (2)1.3.1 传统灯光控制方式 (2)1.3.2 声控有线自动控制 (3)1.3.3 光强无线灯光控制 (3)1.4 本文设计方案 (3)1.4.1 Zigbee无线智能控制 (3)1.4.2 Zigbee控制方案优势 (3)1.4.3 Zigbee控制研究意义 (4)第2章Zigbee简介 (5)2.1 Zigbee介绍 (5)2.2 CC2530 (5)2.3 基于CC2530实验板 (6)2.4 光敏传感器 (8)2.5 热释电红外线传感器 (9)第3章Zigbee无线智能灯光控制 (11)3.1 Zigbee无线控制结构 (11)3.2 设计说明 (11)3.3 系统软件的实现 (13)3.3.1 开发环境介绍 (13)3.3.2 系统初始化 (14)第4章硬件仿真结果分析 (19)4.1 硬件仿真调试内容 (19)4.2 调试结果分析 (19)4.2.1 模拟环境中，光照不足，但是有人的情景 (19)4.2.2 模拟环境中，光照不足且无人员 (20)4.2.3 模拟环境中光照充足，但没有人员 (21)4.2.4 模拟环境中光照充足，且有人员经过 (21)4.3 创新点及应用 (21)4.3.1 创新点： (21)4.3.2 应用： (21)4.4 存在的不足 (22)第5章总结 (22)5.1 工作内容 (22)5.2 展望 (23)基于Zigbee的无线智能灯光控制系统设计第1章绪论1.1基于Zigbee灯光控制系统研究的背景随着电子技术的高速进步，社会经济的不断发展，人们的生活质量也不断的提高，科技的发展也使得生活的节奏越来越快。
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电子设计工程Electronic Design Engineering第20卷Vol.20第21期No.212012年11月Nov.2012基于Zigbee 无线传感器网络的智能灯光跟随系统吴志辉，刘丽珏，孙世颖，卢红海，焦桐（中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙410083）摘要：设计一个基于Zigbee 的智能灯光跟随系统。
系统中连接有人体红外热释电传感器的Zigbee 结点等距离分布在走廊或道路的旁边，检测特定区域人员是否存在的信息，并将信息传于协调器节点，协调器节点连接主控制器PX -A270，PXA270根据采集的信息控制舵机的转向和照明装置的亮与灭，实现有人走动存在时，灯光随着人的转移而转移，无人时照明系统自动熄灭，从而实现节约能源的效果。
关键词：灯光跟随；Zigbee ；热释电人体红外感应；无线传感器；PXA270中图分类号：TP275文献标识码：A文章编号：1674－6236（2012）21-0119-03Lamplight following system based on Zigbee wireless senor networkWU Zhi -hui ，LIU Li -jue ，SUN Shi -ying ，LU Hong -hai ，JIAO Tong（Information Science and Engineering Institute ，Central South University ，Changsha 410083，China ）Abstract:The paper presents a lamplight following system based on Zigbee wireless senor network.In this system ，Zigbee nodes are connected with pyroelectric infrared sensor ，they are distributed beside the corridor with equal distance between each other.The senor detects the information that if there are person exist in the given area ，then transform the information to the coordinator node.Coordinator node connects with the controller PXA270.The controller handles with the collected information then controls the rotation of steering engine and decides if the lighting system is on or off.As a result ，when someone is walking through the corridor ，the light transfers following the people.When there is no person ，the lighting system turn off automatically so that we can save the energy sources.Key words:lamplight following ；Zigbee ；pyroelectric infrared sensor ；wireless sensor ；PXA270收稿日期：2012-07-22稿件编号：201207141作者简介：吴志辉（1990—），男，河南周口人。
研究方向：嵌入式无线传感器网络。
目前，在我国，资源消耗高、浪费大等问题很严重，随着经济的快速增长和人口的不断增加，资源不足的矛盾更加突出，建设节约型社会已刻不容缓。
节约不仅要减少消费，而且要提高利用效率。
建设节约型社会的最大动力在于科技创新。
节能性产品成为社会追求的目标[1]。
ZigBee 是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。
Zigbee 无线传感器网络以其自组网，体积小，低功耗的优势已在很多地方得到应用。
基于此，本文设计了一种基于Zigbee 无线传感器网络的智能灯光跟随系统，该系统利用Zigbee 无线传感器网络和嵌入式控制器，实现了有人时，灯光紧随人的移动而移动，无人时，灯自动熄灭。
避免了长时间、大范围不必要的照明造成的电能的浪费，达到节能的效果。
1系统的总体构架整个系统的布署的拓扑结构如图1，该系统基于Zigbee的WSN 技术[2]，利用Zigbee 的低耗能，低成本，高扩充性，免频段使用费的优点，构建一个无线传感器网络。
该系统可分为Zigbee 无线传感器网络，嵌入式控制机构和执行装置，Zigbee无线传感器网络是由一个协调器节点和若干传感器节点组成的星型网络，负责采集环境中人员存在方位的信息；Zigbee 网络中传感器节点分布在房间和走廊的各个角落，实时监测特定区域的人员存在方位的信息。
协调器节点负责建立并维护网络，收集到传感器节点采集到的信息，并通过UART 方式传给主控制器。
主控制器分析采集的数据，判断人员的方位，控制舵机的转向和灯的亮和灭，实现灯光跟随功能。
2系统的硬件设计本系统的硬件主要包括3部分：无线传感器网络，嵌入式器PXA270和舵机、照明设备执行机构。
图1系统的总体部署Fig.1The overall arrangement of the system－119－《电子设计工程》2012年第21期2.2嵌入式控制平台和执行机构系统中采用的主控制器为Intel 公司生产的PXA270，PXA270基于ARMv5E 的Xscale 核心，最高频率可达624MHz ，是一款性能极其强劲的嵌入式处理器，系统的控制机构结构如图4，PXA270通过串口连接Zigbee 协调器节点，通过PWM 模块堆垛机进行控制，I/O 端口连接光耦芯片TPL521-4，利用I/O 口的高低电平控制TPL521-4输出的导通和截止，照明装置的电源线连接到TPL521-4的输出端口，并固定在在舵机上，随舵机而转动。
3系统的软件设计3.1无线传感器网络的设计系统中Zigbee 节点的软件设计移植了Z-stack 协议栈[4]，该协议栈提供了完整的路由协议，并对应用层是完全透明的，只需将数据下发至协议栈，协议栈便会自动寻找路径，因此在程序开发上，主要是在Z-stack 协议栈的基础上，完成协调器节点和传感器节点的程序设计。
1）协调器节点的软件设计协调器节点是整个网络的核心，负责网络的建立和管理，工作流程图如图5所示。
系统上电后，首先初始化硬件和协议栈，初始化完成后，协议栈扫描出一个合适的信道建立一个网络[5]。
当有设备请求加入时，协调器负责分配它一个16位的短地址，并允许加入网络，组网完成后，协调器节点开始接受从传感器节点传送过来的数据并通过串口传至嵌入式控制器。
2）传感器节点的设计传感器节点工作流程图如图6，其主要通过无线传输的方式，将采集到的人员信息送至协调器节点[6]。
完成CC2430图4控制系统的结构Fig.4The structure of control system图2传感器结点电路图Fig.2Circuit diagram of the sensor node2.1Zigbee 无线传感器网络本系统采用的无线传感器网络的核心是基于TI 公司生产的CC2430开发的无线模块，CC2430结合一个高性能2.4GHz DSSS 射频收发器核心和一颗工业级小巧高效的8051控制器，拥有8~14位ADC 、DMA ，定时、计数器、USART 、AES-128协处理器、睡眠模式定时器、看门狗、上电复位和掉电检测电路以及21个可编程引脚，是一颗真正的系统芯片（SoC ）CMOS 解决方案。
系统中的无线传感器网络由一个协调器节点和若干传感器节点组成，传感器节点由数据采集模块，数据处理模块，无线通信模块，电源模块组成，电路图如图2所示。
连接人体红外模块HC-SR501。
HC-SR501是基于红外线技术的自动控制模块，采用德国原装进口LHI778探头设计，灵敏度高，可靠性强。
人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平[3]。
人体红外传感器的OUT 输出端口连接到CC2430的I/O 口上，把I/O 口设置为输入模式，通过检测I/O 端口的高低电平就能得到人员是否存在的信息。
协调器节点功能相当于网关节点，在本系统中充当与主控制器通信的硬件，其组成如图3所示，包括CC2430射频模块，仿真下载模块，UART ，开关和LED 指示灯。
Zigbee 节点组成星状网络，所有的传感器节点都将采集到的信息实时发送到协调器节点。
图3协调器结点的组成Fig.3The composition of coordinatornode－120－的初始化后，开始扫瞄信道，寻找到合适的网络，发送加入网络信息，得到确认后，开始进入休眠状态，等待定时器唤醒，收到唤醒指令后，开始通过传感器采集信息，并发至其父节点。
3.2嵌入式控制器的软件设计PXA270通过串口接收Zigbee 节点采集到的信息，根据Zigee 的16位物理地址和相应采集到人是否存在的信息来确定人员的方位，工作流程如图7所示，首先，检测是否有节点返回有人存在的信息，如果无人存在，则把I/O 口的输出设置为低电平，使灯熄灭，否则，I/O 设置为高电平，灯亮起，然后根据返回的Zigbee 的物理地址，判断是哪个节点返回的信息，从而确定人员存在的大致方位，进而控制舵机转动，使灯光照向这个方位。
4系统测试实验时，在实验室搭建了1个小的模型，其中的无线传感器网络包含1个协调器节点和3个传感器节点（Zigee 节点实物如图8），传感器节点均匀地分布在走廊的两侧，PXA270和照明装置（实物如图9）放在了较高的柜子上。
Zigbee 节点上电后，过了大约5s ，开发板上的led 显示网络建立完成，当人走过时，灯自动的开启，舵机转动，照向人存在的方位，当人走动的时候，舵机随之转动。
当人离开检测区域时，照明装置自动熄灭，实验结果表明，该系统可以正常工作。
5结束语文中采用无线传感器技术、Zigbee 技术、传感器技术、嵌入式技术和计算机技术构建智能灯光跟随系统，实现对人体的检测并使灯光跟随人体移动，从而达到节能环保的效果。
本系统具有成本低、低功耗、检测准确、实用性强等特点，非常适合在走廊、道路等场所使用，具有很好的经济效益和社会价值。