ZigBee技术在舞台灯光无线控制中的应用研究
基于ZigBee技术的智能照明控制系统设计
基于ZigBee技术的智能照明控制系统设计摘要：为了实现智能照明控制，本文提出了一种基于ZigBee技术的智能照明控制系统设计方案。
该系统采用无线传输方式，能够实现智能化照明控制、亮度调节、时间控制等功能，在提高照明质量的同时也达到了节能、智能、环保的目的。
论文首先介绍了照明控制系统的现状以及ZigBee技术的特点，然后对系统的硬件和软件设计进行了详细介绍。
最后，通过实验验证了该系统的可行性，并对其进行了评价和总结。
关键词：智能照明控制；ZigBee技术；亮度调节；时间控制；节能。
正文：一、研究背景与现状随着社会的发展，人们对照明环境的要求也越来越高，不仅要保证照明质量，还要达到节能、智能、环保的要求。
因此，照明控制技术成为了当前照明领域的研究热点。
目前市场上已经出现了一些基于传统有线照明控制系统改进的智能化照明控制系统，但由于其存在布线麻烦、安装成本高、可扩展性差等问题，无法满足人们对照明控制的需要。
而ZigBee技术作为无线传输的一种，能够支持多种照明设备的互联互通，因此成为了照明控制技术中的“明灯”。
二、ZigBee技术的特点ZigBee技术是一种采用无线方式进行通信的低速、低功耗、低成本的短距离设备网络技术，又称为无线传感器网络。
以下是ZigBee技术的主要特点：1.低功耗ZigBee技术采用了短数据帧、低发射功率等技术手段，能够大幅度降低设备功耗，从而延长设备的使用寿命。
2.多层网络结构ZigBee技术对每个设备进行地址分配，从而组成一个层级结构的网络。
设备之间可以通过多跳传输方式实现数据传输，从而提高了网络的可靠性和覆盖范围。
3.数据安全ZigBee技术采用AES-128位加密方式对数据进行加密，保障了数据的安全性。
4.小型化ZigBee技术的设备小巧轻便，比如说基于ZigBee技术的芯片集成了处理器、无线传输模块、存储器和I/O接口等多种功能，具有相当高的集成度。
三、系统设计本文设计的基于ZigBee技术的智能照明控制系统，主要由以下几部分组成：单片机控制模块、ZigBee模块、光照传感器模块、人感传感器模块、继电器模块及LED灯具模块等。
ZigBee怎么应用在城市景观灯中并具有哪些优势？
ZigBee怎么应用在城市景观灯中并具有哪些优势？2017年，广州国际灯光节以“丝路传奇”为主题，由“城市之光”、“海洋之光”、“经济之光”、“科技之光”和“未来之光”五大板块组成，通过来自国内外以及高校将近30组优秀的作品，用时间轴来描述出广州作为古代海上丝绸之路发祥地的文化底蕴和富有广州特色的历史故事。
在各式各样酷炫灯光的展示背后，城市景观灯相比以前到底有哪些进步？图1城市景观灯1．1传统方案与新型方案的对比1．1．1传统方案原有的景观照明设计都是通过对时间控制器的设定，来实现对配电回路接触器进行自动控制，时间控制器的缺点是其：景观灯自身不能根据季节、地域、节假日和工作日的不同而进行准确灵活的设置，需人工进行手动调节；时间的同步控制误差较大，无法搭建绚丽的画面；无法定位故障检修，无法进行节能管理。
1．新型方案灯控节点采用ZigBee无线技术，支持MESH网络拓扑，自动组网，传输可靠，部署简单；支持四遥功能，即遥测、遥信、遥控、遥调；基于单灯的精细化控制，实现较好的节能效果；具有自诊断和亮灯率统计能力，避免了传统的繁琐的寻线工作；智能化的采集、控制、分析处理能力，无需人为干预。
显而易见，基于ZigBee无线技术方案在管理、控制、节能方面都有了显著提升。
1．2ZigBee无线技术方案解析ZigBee无线技术方案由两部分组成，分别是：1．2．1智能单灯控制器：具有无线路由功能，低功耗；与多功能集中器保持互通，接受和执行各种指令，并回传状态信息给集中器。
多功能集中控制器：下行：通过ZigBee无线方式和控制节点（单灯）通信；上行：通过GPRS等方式与监控中心通信；负责ZigBee无线网络的建立，管理，设备自组网实现等功能；图2ZigBee无线方案架构1．3智能单等控制器的实现众所周知，灯具的控制主要分为开关控制与调光控制。
开关控制利用继电器控制灯具的通断电；调光控制利用PWM、模拟信号、DMX协议信号、DALI信号等方式实现控制。
基于Zigbee技术的无线智能照明控制系统
基于Zigbee技术的无线智能照明控制系统李少雷【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2015(0)19【摘要】在研究传统智能照明控制系统的基础上，以Zigbee协议为平台，构建mesh网状网络实现网络化的智能照明控制系统。
本文将对此系统的结构组成、硬件选择、软件设计以及Zigbee协议组建网络，这4个环节进行详细的阐述。
本方案目的是可以作用到智能建筑区域化管理或室内的智能照明，达到节能减排的效果，更为其它的智能照明控制系统提供了重要的参考与借鉴。
实验结果表明，在2480 MHz频率下传输，有墙等障碍物的情况下，节点的传输距离大约为30 m，能够满足家庭需要，且系统工作稳定。
%Based on the research of traditional intelligent lighting control system, using Zigbee protocol as the platform, the re-alization of building intelligent lighting network control system in mesh mesh networks. In this paper, the composition and structure of this system hardware selection, software design and Zigbee protocol to set up the network, carries on the detailed e-laboration of the four links. The scheme aims to may be applied to the intelligent lighting intelligent building regional manage-ment or indoor, to achieve energy-saving emission reduction effect, provides a reference for more intelligent lighting control system of other. Experimental results show that the transmission in the 2 480 MHz frequency, a wall barriers, the node trans-mission distanceof about 30 meters, to meet family needs, and the system is stable.【总页数】2页(P125-126)【作者】李少雷【作者单位】中国科学院电子学研究所北京 100080【正文语种】中文【中图分类】TN99【相关文献】1.基于ZigBee技术的学校智能照明控制系统分析 [J], 孙雪景2.基于2.4GHz无线通信的智能照明控制系统 [J], 韩立成;章回;王永庆3.煤矿野外生产生活区高位水池无线检测系统--一种基于Zigbee技术的无线传感器网络实例 [J], 刘艳玲;王鼎4.基于ZigBee技术的智能照明控制系统设计 [J], 唐惠玲;刘汉瑞;何圣华5.基于LoRa无线技术的隧道智能照明控制系统 [J], 林华彬因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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]。
zigbee核心板在智能景观灯中的应用
zigbee核心板在智能景观灯中的应用
2017年，广州国际灯光节以“丝路传奇”为主题，由“城市之光”、“海洋之光”、“经济之光”、“科技之光”和“未来之光”五大板块组成，通过来自国内外以及高校将近30组优秀的作品，用时间轴来描述出广州作为古代海上丝绸之路发祥地的文化底蕴和富有广州特色的历史故事。
在各式各样酷炫灯光的展示背后，城市景观灯相比以前到底有哪些进步？
图1 城市景观灯
1.1传统方案与新型方案的对比
1.1.1传统方案
原有的景观照明设计都是通过对时间控制器的设定，来实现对配电回路接触器进行自动控制，时间控制器的缺点是其：
景观灯自身不能根据季节、地域、节假日和工作日的不同而进行准确灵活的设置，需人工进行手动调节；
时间的同步控制误差较大，无法搭建绚丽的画面；
无法定位故障检修，无法进行节能管理。
1.新型方案
灯控节点采用zigbee无线技术，支持MESH网络拓扑，自动组网，传输可靠，部署简单；
支持四遥功能，即遥测、遥信、遥控、遥调；
基于单灯的精细化控制，实现较好的节能效果；
具有自诊断和亮灯率统计能力，避免了传统的繁琐的寻线工作；
智能化的采集、控制、分析处理能力，无需人为干预。
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。
路灯智能照明控制系统中ZigBee无线网络的应用分析
路灯智能照明控制系统中ZigBee无线网络的应用分析发表时间：2017-01-04T13:57:02.557Z 来源：《建筑建材装饰》2016年3月第5期作者：马璐[导读] 将这些数据传送到其智能管理平台中进行数据分析，最后则通过其决策系统对各个路灯进行智能化的单独控制。
（西安市城市照明管理处，陕西西安710016）摘要：为了能够充分发挥城市路灯的服务属性并提高对于电力能源的节约利用，必须要实现对路灯的智能化控制，而若要实现其智能化则必须要借助ZigBee技术作为其无线网络传感的技术支撑。
在这种技术中，通过将ZigBee的节点安装在对各个路灯的控制器当中，进而建立起无线网络，将各个路灯的工作状态进行数据采集，并将这些数据传送到其智能管理平台中进行数据分析，最后则通过其决策系统对各个路灯进行智能化的单独控制。
关键词：路灯智能；照明控制；ZigBee无线网络前言城市的路灯照明系统对于城市环境的改善以及功能的完善有着重要的作用，其正常运行在对人们的生活提供便利的同时，也产生了相当多的能源消耗，对城市的用电也带来了较大的压力。
实际上由于线路传输中的损耗以及夜间长期超负荷运转的情况，使得城市的照明系统在电能的利用率方面不足6成，单是路灯照明系统中所消耗的电量已经占据全国总发电量的3%还高，因此路灯系统在节能方面蕴含着巨大的潜力。
并且在城市的路灯照明系统中普遍存在监管落后、安全性低以及路灯不够节能灯问题，而为了能够提升其节约性以及智能化，并保证其能够在正常情况下的使用不受影响，使路灯照明能够依据环境以及需要始终处于最优的工作状态，这便需要管理系统对各个路灯的实际工作情况进行数据收集、分析和管理，从而实现其智能化控制。
通过引入ZigBee这种高端的物联技术支撑下的无线网络作为辅助，以避免各路灯之间互不相连的情况出现，强化其整体性的联系，对每盏路灯均做到节点控制以及网络连接，构建完整的智能化管理平台。
1路灯智能化照明中有关ZigBee技术的方案应用与设计基于Zig Bee技术所形成的路灯智能化照明控制系统其构成主要有以下几部分组成：路灯等照明设备、ZigBee无线网络技术、智能控制系统以及数据中心等。
Zigbee无线技术在喷泉水底灯中的应用
喷泉水底灯在大型广场喷泉 ， 大型剧场喷泉中起到举足轻重的作用， 传统的
水 底灯用 Ｄ ＭＸ ５ １ ２ ￣ Ｊ ） ￣ ） Ｉ Ｅ Ｉ Ａ一 ４ ８ ５ 总线 式控制和Ｄ ＭＸ Ｓ Ｉ ２ 协议 独立 式Ｐ ｖ Ｉ 信号 控
1009914x201313一o183一o11引言系统分为主机和从机为了兼容上层dmx512信号控制主机先用单片机喷泉水底灯在大型广场喷泉大型剧场喷泉中起到举足轻重的作用传统的接tidmx512信号并解码单片机驱动zigbee模块zigbee块coordinator水底灯用dmx512jieia一485总线式控制和dmxsi2协议独立式pvi信号控将数据以广播的方式发送给下面各个的从机的zigbee模块包括router和制前者成本低布线相对较简单但是系统可靠性低如果其中个灯有问题将enddevice完成将dmx512信号转换成zigbee无线信号从机中的单片机从影响整个总线以至于在该条总线下的灯都无法正常工作不易维护
不需要额 外的一个 单 片机 ， 它的好处 是节 约成 本 ， 简化设计 电路 ， 但这 种单芯 片
Ｄ ＭＸ ５ １ ２ 协议 最 先是 由ＵＳ Ｉ Ｔｒ （ 美国剧 院 技术 协会 ） 发 展成为 从控 制 台用
标 准数 字接 口控 制调 光器 的方 式 ， Ｄ ＭＸ ５ １ ２ 是 围绕工业 标 准Ｅ Ｉ Ａ － ４ ８ ５ （ Ｒ Ｓ ４ ８ ５ ） 接 口设 计 的。 Ｄ ＭＸ ５ １ ２ 是 一 个不 断 以２ ５ ０ Ｋ￣特 率重 复 的发送 的 数据 包的 过程 ， 实现 数
用 及 不
Ｃ ｈｉ ｎ ａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖｉ ｅ ｖ
本科毕业论文-基于ZigBee协议的智能灯控系统设计与实现
基于ZigBee协议的智能灯控系统设计与实现摘要随着科技的发展，人民生活水平的提高，人们对住宅的要求也越来越高，智能家居就是为解决人们的这一要求诞生的。
照明是建筑的重要组成部分，人们对房屋舒适度的需求不断增多，智能照明行业发展前景可期。
作者经过对智能照明系统相关技术的分析和市场调研，针对上述问题提出了一个基于Android 平台和WIFI 无线网络的智能家居照明系统的解决方案。
该系统使用一个Android 手机作为控制中心，CC2530 作为无线收发器，通过WIFI 无线网络，从而达到对照明系统控制的目的。
本智能照明系统设计方案基本可以满足用户对照明控制的功能需求，同时由于采用了WIFI 无线技术，大大降低了整个系统的成本。
关键字：智能照明系统，Android，CC2530IABSTRACTABSTRACTWith the development of science and technology to improve people's living standards, people demand more and more comfortable houses, smart home is to solve this requires . Lighting is an important part of the building, the demand of comfortable houses continues to increase , intelligent lighting industry with a bright future. On the intelligent lighting system through related technology analysis and market research, to address the problem presented a solutions based on Android platform and WIFI wireless network smart home lighting systems . The system uses an Android phone as the control center, CC2530 as wireless transceivers, via WIFI wireless network, so as to achieve the purpose of the lighting system control. The intelligent lighting system design to meet the basic needs of lighting control for users , but thanks to the WIFI wireless technology, which greatly reduces the cost of the entire system.Key Words:Intelligent lighting system，Android，CC2530II目录第1章引言 (1)1.1 智能灯控系统的研究背景 (1)1.2 课题的研究价值及意义 (1)1.3 智能灯控系统的研究现状 (2)1.4 课题重点研究内容 (2)第2章理论基础 (4)2.1 Android系统 (4)2.1.1 Android系统架构 (4)2.1.2 Android Framework框架 (6)2.1.3 Android的生命周期 (7)2.1.4 Android开发软件Eclipse (8)2.2 ZigBee技术 (9)2.2.1 无线通信技术比较 (10)2.2.2 ZigBee协议栈 (11)2.2.3 ZigBee开发模块 (13)2.3 Socket通信 (15)2.3.1 Socket中重要的API (16)2.3.2 Socket的连接过程 (16)第3章手机客户端的设计与实现 (18)3.1 UI界面设计 (18)3.1.1 几种常用控件的实现 (19)3.1.2 人机交互UI实现 (25)3.2 Socket通信的实现 (33)第4章硬件的设计与实现 (46)4.1硬件电路设计 (46)4.1.1 CC2530芯片的优势 (46)4.1.2 LED模块 (47)4.1.3 天线模块 (48)4.1.4 串口模块 (48)4.2 硬件编程中的通信协议 (49)4.2.1 数据通信的报文格式 (49)4.2.2 功能码设置 (50)第5章系统测试 (52)5.1 UI测试 (53)5.2 网关到ZigBee的测试 (56)5.3 系统整体测试 (58)第6章结束语 (60)III6.1 本文总结 (60)6.2 本系统展望 (60)参考文献 (61)致谢 (64)外文资料原文 ........................................ 错误!未定义书签。
智能家居中的灯光控制技术研究
智能家居中的灯光控制技术研究智能家居已经逐渐融入人们的日常生活中，灯光控制技术也成为其中不可或缺的一部分。
灯光控制技术的研究，不仅为人们提供更加智能化、便捷化的生活方式，同时也促进了灯光行业的发展。
本文将围绕着智能家居中的灯光控制技术，详细探讨其技术原理、应用前景以及未来的发展趋势。
一、智能家居灯光控制技术的技术原理智能家居的灯光控制技术主要利用无线通讯技术与控制技术相结合，控制灯光的开启与关闭，调节灯光的亮度和色温等。
其中，主要涉及到以下几种技术手段：1. ZigBee技术ZigBee是一种低功耗、低速率的无线网络协议，其应用范围广泛，不仅可以应用于智能家居和工业领域，还可以应用于医疗、安全、自动化、物联网等领域。
具体到智能家居中的灯光控制，ZigBee技术主要用于灯光的开关控制、调光以及色温控制等。
2. Wi-Fi技术Wi-Fi技术也是智能家居中常用的无线通讯技术，通过Wi-Fi模块实现对灯光的远程控制。
Wi-Fi技术在智能家居中的灯光控制主要用于远程控制、场景模式设置以及手势控制等。
3. 蓝牙技术蓝牙技术是一种短距离无线通讯技术，智能家居中的灯光控制主要应用于手机蓝牙控制，用户通过手机APP可方便地对灯光进行控制。
以上三种技术手段的应用，使智能家居中的灯光控制实现了更为智能化的方式，用户可以通过手机、平板等多个终端进行控制，实现对灯光的高效化、个性化和长远性的控制。
二、智能家居灯光控制技术的应用前景随着现代科技的快速发展和人们对生活品质要求的提高，智能家居的应用也呈现出日益增多的趋势。
在智能家居的领域中，灯光控制技术的应用也日渐普及。
其主要应用前景有以下几点：1. 方便舒适智能家居灯光控制技术的应用，能够带给消费者更高品质的生活体验。
无论是通过手机、平板等多个终端的远程控制，还是通过声控、手势控制等智能化方式的控制，都能够实现更为便捷、快捷的操作方式。
而且，智能家居灯光控制技术还可以实现场景模式设置，如“晚餐模式”、“观影模式”、“睡眠模式”等，极大地提高了生活的舒适度。
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传感器世界 2012.05 www.sensorworld.com.cn 16
注：浙江省大学生科技创新项目（新苗计划）资助项目（项目编号：2011R435002） 摘要：为了解决舞台灯光系统布线复杂、成本高等问题,提出和设计了一套基于ZigBee 技术的舞台灯光控制系统。给出了舞台灯光系统的整体架构,阐述了系统实现的关键技术问题。采用C51RF-3-ZDS无线开发系统，组建一个最基本的ZigBee无线舞台灯光控制演示系统。初步试验表明，该控制系统可以实现对灯光的无线控制。 关键词：ZigBee; 舞台灯光; CC2430 中图分类号: TP393 文献标识码: A 文章编号：1006-883X(2012)05-0016-03 收稿日期：2012-03-18
张米雅
一、引言 随着我国文艺演出事业的不断发展，舞台演出的视觉效果越来越受人们重视，舞台灯光系统也随之越来越庞大，调光控制台需要通过网络对各类灯具进行复杂控制。目前很多演处场所仍然利用以太网络进行数据的有线传输，存在着综合布线及通信电缆选择等实际工程问题，工程量大、成本高。 ZigBee技术是一种崭新的，专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术，在价格、信号稳定性、开发周期等方面与同类无线产品相比也有很大的市场竞争力，也是目前嵌入式应用的一个大热点。
二、无线网络系统的基本构成 舞台灯光的网络系统使用ZigBee无线网络系统，一般采用多路由星状无线网络系统，系统里只有一个网络协调器（相当于中控系统），负责建立网络和管理网络，显示相关控制信息。为了满足大型舞台剧场的演出需要，还需要若干个路由节点（相当于中继站）以及若干个终端接收器（RTU）相互配合使用，那么这些路由节点与网络协调器组成一个星状无线网络系统，而各种灯光设备（耳光、面光、顶光等）也同样通过星形结构接至路由节点，组成网络系统的子网。图1就是舞台灯光网络系统的基本构成图。
灯光组2 灯光组1 灯光组3 灯光组5灯光组4 灯光组6路由节点 路由节点 网络协调器 路由节点 逆光 面光 顶光
图1 舞台灯光网络系统基本构成图
2012.05 SensorWorld www.sensorworld.com.cn 17
Technology & Application
三、舞台无线网络硬件系统的实现 本项目利用C51RF-3-ZDS无线开发系统组建一个最基本的ZigBee无线舞台灯光控制演示系统。 C51RF-3-ZDS是以CC2430芯片为开发平台，以8051
为内核的ZigBee无线单片机，在该平台上可以进行单片机程序编译、下载、在线调试等工作，以此完成ZigBee
的程序设计。并结合电子线路设计，最终实现舞台灯光的无线控制。图2为网络协调器电路框图。 利用CC2430的I/O口直接控制液晶显示，以显示现在网络的状态。同时为了调试程序方便，加入了串口输出接口，可以用S2、S3、S4、S5来控制整个网络灯的开关状态。图3为节点电路图，由CC2430、LED以及串口扩展接口组成。
四、舞台无线网络软件系统的实现 1、星状网络的格式化 在C51RF-3-ZDS的ZigBee协议栈里，只需要进行相关网络参数的定义，然后用再调用函数aplformnetwork( )，即可建立一个新的网络，如下所示： # define LRWPAN_DEFAULT_START_CHANNEL 11 // 定义频号 # define LRWPAN_DEFAULT_PANID 0x1347 // 定义网络号 2、加入和开始ZigBee网络 当一个接收器初始化完成后，如果此时在其高频覆盖范围内有一个网络协调器处于正常工作状态，而接收器又与该网络协调器同频时，可以调用aplJoinNetwork( )
函数加入当前的网络协调器。 当网络协调器发送数据时，用C51RF-3-F可以看到图数据帧。 第1帧：网络协调器先把数据发给路由器。
P.nbr.1 Time(s) +0 -0 Length 36
Frame control field Type Sec Pnd Ack.req Intra.PANDATA00 1 1 Sequence
Number0xDB
Dest.PAN0x1347Dest.Address0x0001Source Address 0x0000000000000061
第2帧：路由器发送应答信号给网络协调器。
P.nbr2 Time(s) +1537 -1537 Length5 Frame control field Type Sec Pnd Ack.req Intra.PANACK0 0 0 0 SequenceNumber0xDB LQI196 FCS
0K
第3帧：路由器把数据转发给RFD节点。
P.nbr.3 Time(s) +944 -2481 Length 36 Frame control field Type Sec Pnd Ack.req Intra.PANDATA00 1 1 SequenceNumber0xEE
Dest.PAN0x1347Dest.Address0x059ASource
Address 0x0000000000000062
第4帧：RFD发送应答信号给路由器。
P.nbr.4 Time(s) +1636 -4017 Length5 Frame control field Type Sec Pnd Ack.req Intra.PANACK0 0 0 0 Sequence Number 0xEE LQI172 FCS
0K
3、程序流程图 在网络协调器上，首先初始化CC2430和液晶，然后程序开始初始化协议栈并打开中断。之后程序开始格式
初始化 建立一个新的网络 显示网络ID号、频道号等进入无线监控状态 监视空气中的 无线信号
扫描按键命令 发送按键命令，显示灯状态
给该节点分配网络号，并显示加入节点的网络号 有节点申请 加入网络
有 无 无
图4 网络协调器流程图
R4 220ΩD2P9003CC2430
无线部分1
5P0.0
R1 10kΩR2 2kΩ
R3 220Ω234
UART
VCCRXDTXD
GND
VCCD2
D3
C1 104
+2.5V
图3 节点电路图
图2 网络协调器电路框图 传感器世界 2012.05 www.sensorworld.com.cn 18
化一个网络，如果网络格式化成功，可以在液晶上或是通过串口看到格式化网络的一些信息。此后程序给予发送数据的地址，这个地址是可变的。如果只需要一段灯光亮，可以修改地址，也就是第几个路由器，就以该路由器的物理地址发送开关命令。 图5、图6分别为路由节点和接收器的流程图。在路由节点和接收器上，等待网络协调器或前面的路由器节点响应，并给自己分配网络地址。如果加入网络成功，接收器的电源指示灯D2发光二极管会点亮；如果加入失败，则不亮。D3为一个模拟舞台灯，当得到开关信号时，灯就为发光状态，否则为熄灭状态。
五、结束语 本项目完成了简易舞台灯光演示装置的搭建以及电子线路设计和程序的调试，最终实现了ZigBee对舞台灯光的无线控制。 ZigBee技术在舞台灯光无线控制中的应用为舞台灯光的控制提供了一个经济方便的解决方案，此类产品的应用使舞台布置无需再进行网络的综合布线，极大的节省项目建设成本。它的应用必然会促进无线控制器的推广，从而达到良好的社会效益。
参考文献： [1] 蒋其泓.网络中继站系统在舞台灯光系统中的应用[J].艺术科技,2010，（1）：16-18 [2] 柳得安.舞台灯光DMX512控制信号传输线研究[J]. 演艺设备与科技,2005，（1）：5-6 [3] 陈智杰,余楚中,王鹏飞,宋文辉.ZigBee技术在家居智能监控中的应用研究[J].微计算机信息 ,2011,27(1):65-66 [4] 李文仲,段朝玉.ZigBee无线网络技术入门与实践[M].北京：北京航空航天大学出版社,2007. [5] 瞿雷,刘盛德,胡咸斌.ZigBee技术及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社,2007.
Research on application of ZigBee technology in theatre lighting systems ZHANG Mi-ya (Mechanical & Electrical Department, Zhejiang Institute of
Communications, Hangzhou 311112, China） Abstract: To solve the problems of theatre lighting systems, such as complex cabling and high cost, a set of theatre lighting system based on ZigBee technology is presented and designed. The integrated framework of theatre lighting system is given. The key technologies of system implementation are expounded. And a basic demonstration system is constructed based on a wireless development platform C51RF-3-ZDS. The experiments show that this control system can implement the wireless lighting control. Keywords: ZigBee; theatre lighting; CC2430
作者简介 张米雅，浙江交通职业技术学院，机电学院，硕士学位，讲师，研究领域是机电一体化的设备设计与研究。 通讯地址：杭州市金家渡浙江交通职业技术学院机电学院 邮编：311112 E-mail：zhangmyt@zjvtit.edu.cn 读者服务卡编号003□
初始化加入网络 进入监控状态 判断收到的信号 根据信号控制电源开关，并转发到下一个节点
给节点 分配 地址
加入
网络 信号 控制信号
图5 路由节点流程图 初始化
发送加入网络信号
进入监控状态并等待 成功加入网络
收到控制电源信号N
Y
进行控制处理 Y N
图6 接收器流程图