基于zigbee的无线遥控台灯

通信原理课程设计报告摘要:鉴于ZigBee技术短距离、低功耗、低成本的技术特点,提出了基于ZigBee技术的无线遥控台灯的设计方案,该系统的方案利用ZigBee无线通信技术实现主控系统对终端台灯的实时控制，具有遥控台灯开关的功能。模拟试验表明，本方案中所设计的系统操作简单，人性化具有较佳的市场推广价值。关键词：遥控台灯、zigbee、低功耗、cc25301.课程设计任务人们可以通过手中的Zigbee无线传感器模块实时遥控台灯的开关，方便快捷，避免浪费电能，大大节约了大量电能。2方案设计2.1设计要求1、通过人们手中的便携式无线传感器的发射模块的按键选择发出相应的对台灯的控制信号。2、利用无线传感器的接收模块来接收发射模块的控制信号并作出相应的处理，即在ZigBee的相应引脚产生高低电平来驱动继电器的开关。3、凭借继电器的开关来控制台灯供电电路的通断，从而很好的控制台灯的亮灭。2．2总体方案的设计1、设计题目：基于zigbee的无线遥控台灯设计2、设计要求：1)通过人们手中的便携式无线传感器的发射模块的按键选择发出相应的对台灯的控制信号。2)利用无线传感器的接收模块来接收发射模块的控制信号并作出相应的处理，即在ZigBee的相应引脚产生高低电平来驱动继电器的开关。3)凭借继电器的开关来控制台灯供电电路的通断，从而很好的控制台灯的熄灭。3、仪器设备：继电器、cc2530芯片模块、台灯。4、设计内容；4.1设计背景与基本原理：设计背景：随着生活水平的提高人们对家用设备使用的使用的方便性提出了更高的要求在这里我们打算设计一款基于zigbee无线遥控台灯，人们可以通过手中的Zigbee无线传感器模块实时遥控台灯的开关，方便快捷，避免浪费电能，大大节约了大量电能。基本原理：ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。ZigBee是一个由可多到65535个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是，ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立，每个基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个ZigBee“基站”却不到1000元人民币。每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象，例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外，每一个ZigBee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接。4.2方案设计原理：系统分为发射模块，按键控制模块，接收模块，继电器模块，台灯模块等。发射模块采用Zigbee无线传感器模块，其MCU采用CC2530芯片，按键模块用2个按键，用于进行控制操作和复位。与发射模块相同，接收模块模块同样采用Zigbee无线传感器模块。继电器模块采用的是松乐继电器SRD-05VDC-SL-C，利用接收模块MCU的P1.0引脚驱动，驱动电路采用典型的三极管驱动电路，通过控制继电器的吸合来控制台灯供电电路的通断。4.3软件设计1）主程序设计OS图4.继电器原理图两路继电器连接方法1路继电器连接方法实物图4.3软件设计：1）工程简介：1)主程序设计：主程序开始Zigbee发射模块是Zigbee接收模块计算发射模块按键次数按键次数为奇数？否开启台灯是关闭台灯结束图1主程序流程图在系统工作过程中，首先开启两个Zigbee无线传感器模块的电源，然后按下发射模块的S1键即可对发出相应的控制信号，例如按1次S1表示关闭台灯，按两次S1表示开启台灯，如此往复循环。图2Z_stack软件启动流程Z-Stack中操作系统是基于优先级的轮转查询式操作系统，执行流程图如下图所示:3）协调器创建网络流程：4）终端节点发现加入网络流程：Zigbee发射模块Zigbee接收模块继电器模块台灯驱动开/关图1系统模块图设计结果：1、目前设计出来的无线遥控台灯可以实现无线遥控LED灯，当终端模块按下按键LED灯即会亮起。7、实验心得：通过此次的通信原理课程设计让我更加深入理解了以前课堂上学到的知识。还较深入了解了zigbee这门无线通信技术。不仅检验了所学还学到了新知识。在姚老师的高标准、严要求下我全力以赴不敢有丝毫侥幸心理。为了查到有关资料我两次从图书馆借了6本有关zigbee的书籍。从基础开始学zigbee。从开发环境的安装，代码的调试我都一丝不苟。答辩记录：问题1：配置P0_4口为输出口？答：P0SEL&~0x10P0DIR|=0x10P0INP&=~0x10问题2：AF_DataRequest函数中各参数的含义？答：dstAddr--发送目的地址＋端点地址（端点号）和传送模式srcEP--源(答复或确认)终端的描述（比如操作系统中任务ID等）源EPcID--被Profile指定的有效的集群号len--发送数据长度*buf--发送数据缓冲区*transID--任务ID号options--有效位掩码的发送选项radius--传送跳数，通常设置为AF_DEFAULT_RADIUS问题3：zigbee项目工程目录各文件夹含义。答：APP：应用层目录，这是用户创建各种不同工程的区域、HAL：硬件层目录，包含与硬件相关的配置和驱动及操作函数。MAC：包含MAC层的参数配置文件及其MAC的LIB库的函数接口文件。MT：实现通过串口可控各层，与各层进行直接交互。NWK：网络层目录，包含网络层配置参数文件及网络层库的函数接口文件。OSAL：协议栈的操作系统。Profile：AF层目录，包含AF层处理函数文件。Security：安全层目录，包含安全层处理函数，比如加密函数等。Services：地址处理函数目录，包括地址模式的定义及地址处理函数。Tools：工程配置目录，包括空间划分及Z-Stack相关配置信息。ZDO(ZigBeeDeviceObject):ZDO目录。ZMac：MAC层目录，包括MAC层参数配置及MAC层LIB库函数回调处理函数。ZMain：主函数目录，包括入口函数及硬件配置文件。Output：输出文件目录，由IAR自动生成。