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澳门新濠天地ZigBee模块定制案例之ZigBee版LED调色温调光灯

2017-10-11 10:59
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目   录

一、名目立项思绪
1.1 LED照明系统智能化进级的需要性
1.2 ZigBee版LED智能照明系统定制的布景
二. LED照明光源技术动态
三. ZigBee无线自组收集的技术机能比力
四. ZigBee版LED定制案例的功能需求

4.1.  硬件设想要求
4.2.  软件设想要求
4.3.  功能设想要求
五. ZigBee版LED定制案例的方案选择
5.1.  LED驱动完成
5.2.  LED调光完成
5.3.  ZigBee和谈栈完成
六. ZigBee版LED定制案例的软硬件平台完成
6.1.  硬件平台搭建
6.2.  软件平台搭建 

    附    录
一、《ZigBee使用范畴》
二、《澳门新濠天地Zigbee产物大全》
三、《互助流程》

 
 


 一、名目立项思绪

1.1 LED照明系统智能化进级的需要性    

    保守照明系统已无法满足当代人家居糊口生计的需要

    在挪动互联网与智高手机突飞大进的本日,智能家居慢慢脱节了“只叫好、不叫座”,“有概念、没体验”的魔咒,智能产物一步步走向成熟,代价也逐步变得亲民。
跟着人们对家居糊口生计收集化、智能化、节能化的需求日益强烈,智能照明系统已成为智能建筑与家庭主动化必不成少的一环。而保守照明系统,因布线繁琐、扩展性差、功能单一、人工办理、“长明灯”耗能严峻等诸多缺陷,已无法满足当代人的糊口生计与质量需求。在此布景下,LED智能照明系统应运而生。
 
    LED智能照明系统节能环保,具有复杂经济效益
    舒服、便利、节能作为智能建筑、智能家居节制系统追求的方针,在智能照明系统中尤为较着。近年来,由于我国动力效率低下,动力严峻问题日益凸起,动力危机逐步上升到国度的策略高度,国度在“十二五”规划中制定了次要方针——单元GDP动力耗损比“十一五”期末削减20%。今朝,照明耗能约占总能耗的20%,若能以高效率的LED智能照明系统代替全国30%低效率、高耗电的保守照明系统,照明终端将节电220亿度,减排二氧化碳2420万吨。因而,LED智能照明技术对缓解当前紧迫的动力问题具有举足轻重的传染感动,更突显出复杂经济社会效益。  
    比拟白炽灯、荧光灯、节能灯等保守照明灯具,LED是一种光效高、耗能少、对环境无污染、工作寿命长达10万小时的新型照明技术。LED智能照明技术完成了在合适的时间,给需要的处所以舒服和高效的照明度,在汲引照明质量同时,使智能家居照明进一步走向绿色环保和低碳节能的成长标的目的。
 
    LED智能照明系统,无需布线、安装简单,是将来大势所趋
    智能照明系统与保守照明系统都具有照明、开关、调光等根底功能,但保守照明常选用现场总线、电力载波等节制编制,均需要敲墙砸洞、分析布线,严峻影响建筑美好,工作繁琐且改装费用高贵;而智能照明系统以无线传感收集的智能节制为主,手动节制为辅,完成照明现场LED的近程节制与调理。LED智能照明节制系统的核心即改善建筑照明质量,满足多元化的用户体验,其会合节制办理降服了保守照明单一节制、办理掉队和“长明灯”现象等诸多缺陷,是将来成长的支流。


1.2  ZigBee版LED智能照明系统定制的布景

    ZigBee这一短距离双向无线通信技术,次要合用于主动节制和近程节制范畴,能够嵌入各类设备,在工业主动化节制、智能建筑、消费电子和主动抄表等范畴都有着遍及的使用前景。是今朝嵌入式使用的一个大热点,(具体详见下文附录)。

    澳门新濠天地,深耕智能化节制范畴近10年,具有成熟的研发经验和强大团队实力,早在本年岁首年月即推出ZigBee模块二次斥地的互助名目,只需两边开放各自的使用接口,即可完成产物的ZigBee智能进级;同时澳门新濠天地的ZigBee模块自带MCU,用户能够经由编程将模块打构成本身的无线串口模块,并且能够自定义数据传输格局,让原始设备制造商(OEM)也能够大概轻松设想出支撑ZigBee和谈的完整系统,确保认证产物达到ZigBee使用的要求,与市场同类产物比拟具有更强大的功能和性价比。

    本期ZigBee版LED调色温调光灯,便是上述ZigBee模块互助定制的实例之一。起首LED照明系统要完成智能化,必需完成其收集化,而ZigBee无线传感收集技术以IEEE802.15.4和谈尺度为底子,具有全主动组网、近距离、低速度、低成本、低功耗等诸多劣势,是LED照明系统智能化进级的首选。该款LED灯恰是基于ZigBee无线传感收集的LED智能照明系统的研究,完成了“LED无级调色温、LED无级调光、ZigBee无线自组网、APP客户端会合办理”等设想方针。进级完成后即可经由手机端、PC端对产物进行近程节制,并能及时查看产物的工作情况,无效汲引产物附加值。 

    LED与ZigBee无线传感收集技术的连系,将给照明系统“收集化、智能化、节能化”的数字家园带来了广漠的成长空间和使用前景。跟着用户对LED照明质量的要求日益提高,该案例技术在智能建筑、智能家居行业具有市场互助力,使用前景广漠。总而言之,ZigBee版的LED智能照明节制系统是咱们糊口生计中常用、底子的系统之一,它的无线化、收集化、智能化与绿色节能无疑会给咱们的社会与糊口生计带来深远的影响。下文咱们将细致分解该定制产物的研发及技术环境。

 
 
二、LED照明光源技术动态

    照明光源(Illumination Source)是指用于楼宇建筑物表里照明的人工光源。按照光发生道理的不合将照明光源分为热辐射、气体放电和半导体三大类。第四代新型光源LED与保守照明光源的分析机能比力如表2-1所示,LED与保守照明光源的光效对比如图2-1所示。
 

 

图2-1  LED与保守照明光源的光效对比

 
    热辐射光源把持光辐射道理,将辐射体钨丝通电加热至高温热辐射发光,包罗白炽灯、卤钨灯,色温在2800~2900K摆布,额定寿命短(约1000~1500小时),灯丝极易氧化,耗能严峻,有用功仅为10%摆布,其余均转化为热能。但灯具布局简单、使用便当、代价低廉,今朝市场普及率仍很是高,年生产数量复杂。

    气体放电光源把持气体放电道理,在电场传染感动下使电畅经由气体时发光,包罗荧光灯、高压钠灯、高压汞灯等,此中荧光灯发光效率高,额定寿命为1500~10000小时,且体积小、布局紧凑,是室内照明的优良选择;后三者发光功率大,额定寿命为5000~12000小时,但由于它们均具有高温辐射,持久热堆积使灯具光照衰减,且灯具内含有汞、钠等污染元素。

    半导体光源LED(Light Ewiting Diod)是将无机树脂和半导体材料、金属材料封装的固态器件,是低压直流驱动的寒光源,属于第四代新型光源。其具体劣势为:一、LED光源发光效率高,可达到50~200流明/W,且无需过滤,单色性好无色差;二、LED节能环保,单管功率仅为0.03~0.06瓦,划一照度下耗能仅为白炽灯的1%、荧光灯的50%;三、LED封装布局抗震抗碎,且照明寿命长久,平均可达10万小时以上;四、LED平安环保,无热辐射、寒光源、低压直流驱动,无汞钠等污染元素。

    鉴于LED光源在绿色低碳、节能环保方面的较着劣势,无论全球国际半导体巨头,仍是中国市场的照明厂商都纷纷借机切入LED光源照明范畴,对准LED智能照明节制系统的处理方案,欧美国度的智能建筑、家庭主动化早已起头普及和推广成熟的LED智能照明节制系统。
 

三、ZigBee无线自组收集的技术机能比力

    无线传感收集WSN(Wireless Sensor Network)是由大规模、自机关、多跳、动态性的传感器节点所构成的无线收集。无线通信(Wireless Communication)是把持空间中的电磁波信号完成数据消息的交互编制,按传输媒介分为光通信、微波通信、声波通信等;按频段分为卫星频段、ISM频带、陆地频段、航空频带等;按和谈尺度分为ZigBee、Wi-Fi、WLAN、Bluetooth、WiMAX、UWB、WUSB、GPRS等。无线传感收集具体若何选择和谈尺度,需从使用场所、使用方针等多角度考虑,分析比力它们的机能、成本、功耗等各方面的好坏势。短距离无线通信技术机能比力如表3-1所示。
   
    ZigBee国际联盟建立于2001年8月,制定了基于IEEE 802.15.4和谈的ZigBee双向无线通信技术,平安靠得住,合用于868Mhz、915Mhz或2.4Ghz的ISM频段。我国均采用2.4Ghz频段,是全球通用、免付款、无需申请,传输速度为250Kbps/s,添加RF前端功率芯片后,通信距离达1~3km,具有使用前景。
 

 
表3-1 短距离无线通信技术机能比力
 

    无线通信技术的信噪比抗干扰机能测试如图3-1所示,横坐标为信噪比(SNR dB),纵坐标为误码率(Bit Error Rate),误码率一信噪比曲线足以申明在低信噪比的环境下,ZigBee无线传感收集具有超强的抗干扰机能。与WiFi、蓝牙Bluetooth等其它无线通信技术比拟,ZigBee起步较晚,不外倒是“后起之秀”。
 

图3-1  无线通信技术的信噪比抗干扰机能测试

 
    ZigBee凭仗本身具有近距离、自机关、低速度、低成本、低功耗等奇异劣势,必将成为无线传感收集的选择之一。ZigBee无线传感收集技术劣势:
1.低速度、自由频段:三个ISM可选工作频段,欧洲采用868MHz频段,速度20kbps;美国选用915MHz频段,速度40kbps;而我国选用2.4GHz频段,速度250kbps,全球通用、免付费、无需申请。
2.收集节点无限扩展:收集层分派地址采用分布式寻址方案,一种64位MAC长地址,由IEEE分派,全球独一,能够容纳65535个节点;另一种是16位收集短地址,由父节点分派,当前收集中独一,可容纳255个节点。
3.短距离、笼盖面广:RF收发天线可采用单端非均衡倒F型PCB天线,室内有妨碍空间端到端的通信距离约为10~100m,若附加CC2591距离扩展器模块可添加至1~3km,且满足多节点自组网完成数据多跳传输,满足收发距离要求。
4.低功耗:收发模式均为mW级别,非工作时间为超低功耗休眠模式,通俗5号电池的即可长时间持续续航,这是其他无线通信技术望尘莫及的。
5.平安靠得住:采用冲突避免载波多路侦听技术(CSMA-CA),避开数据传输的互助与冲突;模块采用自组网、动态路由的通信编制,包管了数据传输的靠得住性;采用全球独一的64位身份识别,并支撑AES-128 加密,具有高保密性。
6.时延短:休眠激活时延仅为15ms,设备搜刮时延仅为30ms,信道接入时延仅为15ms,包管了数据传输的精确性,进一步降低了设备模块的功耗。

    ZigBee无线传感收集的显著劣势使它在工业主动化、近程节制等具有大量终端节点的设备收集中获得遍及使用,在其他相关范畴也获得辐射与普及,例如智能建筑、家庭主动化、社区安防、环境检测、煤气水电抄表等当代化范畴。


 四、ZigBee版LED定制案例的功能需求


4.1硬件设想要求
1.尺度化硬件、易扩展:参照ZigBee联盟规范设想ZigBee模块、PWM调光、RF射频电路和PCB天线,包管不合厂商之间的ZigBee通信模块能够全体替代,系统完全兼容,扩展性好,降低LED智能照明系统整合难度。
2.LED驱动调光集成:贴片设想,缩小驱动器PCB板体积,与LED灯具集为一体,满足用户即插、即换、即用,便当安装、合用美好。
3.脉冲恒流驱动:要充实阐扬LED节能、调光、调色温等劣势,驱动器至关次要,精准节制电流脉冲频次和占空比完成PWM无极调光,达到合理照明度。
4.不变节能:一方面要求LED照明灯具节能省电,削减电能耗损;另一方面要求LED完成PC或手机客户端的近程登录,会合节制与办理,完成智能PWM无级调色和缓调光。
5.靠得住不变:照明环境现场,不免不会遭到外界信号干扰(WiFi、蓝牙、红外等),要求ZigBee模块的信噪比抗干扰才能凸起,也要求无线发射和领受模块的通信距离满足室内无线组网前提,包管通信不变。
 
4.2软件设想要求

1.遵照和谈规范:ZigBee模块的软件完全遵照ZigBee和谈规范和模块化设想,具有优良系统兼容性;数据格局分歧,提高传输质量和不变性,削减时延。
2.全主动组网:ZigBee无线传感收集完成全主动组网,组网矫捷便当,具有自我修复才能;用户能够肆意添加、删除ZigBee模块,所有模块均可设置为协调器、路由器或终端设备;模块合理布局,包管收集笼盖面积广,无通信盲区。
3.时钟节制:把持CC2530芯片时钟办理单元,完成对LED智能照明系统中的LED灯具进行分组同步节制(同步性好、无滞后)和延时节制(延时指按时间)。
4.动态路由:路由器按照路由查问、路由维护等号令动态维护路由表,源节点和方针节点之间数据传输路线不专一,具有“路由重选”功能,提高通信靠得住性,降低路由开销和能量开销,缩短平均时延,提高环境顺应才能。
 
4.3 功能设想要求
1.PWM无级调色温:能够从3000K(暖色)~6000K(冷色白光)之间进行无级调色温,按照不合的场景要求肆意切换并满足想要达到的灯光色彩成果,LED产物亮度高、功率低,更节能环保省电。
2.PWM无级调光:完成PWM线性无级调光,避免现场光照度发生大幅度突变,无益于修建舒服的照明环境,节约电能,耽搁LED额定寿命,包管光照度不断维持在用户预设值附近,改善照明质量。
3.情景模式设置:按照用户个性需求,经由矫捷多变的情景模式,对LED灯具进行肆意百分比色温、百分比亮度、情景模式分组,变化出灿艳多彩的照明模式,包罗全开、全关、延时、小夜灯、节日、会客等复杂模式,展现LED智能照明系统的劣势。
 

五、ZigBee版LED定制案例的方案选择
5.1. LED驱动完成

    作为绿色环保、节能的第四代新型光源,LED是低电压(2V~3.6V)、大电流(200mA~1500mA)的半导体器件,其发光强度取决于LED光源的正向电流,当正向电流过大会导致LED芯片结温大
幅升高,光通量大幅衰减,寿命也大打扣头;当正向电流过小会导致LED发光强度大幅下降,严峻影响LED照明质量。

    LED驱动器的方案设想是核心技术,至关次要,虽然只占节制系统的很小比例,但其分析机能的黑白间接影响整个LED智能照明系统的不变性。LED驱动电路除了要满足平安靠得住性外,对效率要求也很是苛刻,要充实暗示出其高效节能与长命命的奇异劣势。今朝,国表里市场上LED遍及采用直流驱动: 

1.方案一:LED电阻限流驱动
在LED电源回路中串接可调电阻R,经由改变其阻值完成限流驱动。该方案电阻耗能大,节能效率低,受电源变动影响较大,不适合驱动大功率LED。

2.方案二:LED恒压驱动
在LED电源回路中使用稳压元件,端电压不变,输出电流随LED负载变化;经由调理合适阻值的串接电阻包管LED照明度分歧,耗能严峻,不宜采用。

3.方案三:LED恒流驱动
LED的端电流恒定不变,端电压随负载变化;切确节制LED正向电流的脉冲频次与占空比,完成恒流驱动;间歇脉冲供电,耽搁了大功率LED额定寿命。
综上所述,LED恒流驱动方案最佳,因而该ZigBee版LED定制方案选择方案三。
 

5.2.  LED调光完成

    调光技术对于LED智能照明节制系统至关次要,跟着环境参数变化智能调理LED光照度,无益于修建舒服的照明环境,削减“长明灯”现象,节约电能,耽搁LED额定寿命。 

1.方案一:直流电源正向电流调光
    LED照明度是与正向电流近似成反比,改变与LED负载串联的电流检测电阻值完成调光。该方案在调光霎时会导致色谱偏移、色温变动,且无法完成切确精确调光;LED长时间工作于低亮度情况导致效率大幅下降,LED温度骤增而报废。

2.方案二:交换电源双向可控硅(双向晶闸管)调光
    合用于白炽灯、荧光灯等保守灯具调光,切割交换电正弦波改变其无效值完成LED调光。该方案缺陷在于导通霎时对电网构成严峻的高次谐波干扰,且高次谐波遏止电感开通霎时发生音频噪声污染。

3.方案三:直流电源PWM脉冲调光
    LED属于二极管,可完成高频开与关,完成PWM脉冲调光。PWM调光无色谱偏移,调光精确度高达万分之一,且无LED明灭现象;PWM调光维持恒流源驱动,无过热现象。
综上所述,PWM调光方案最佳,因而该ZigBee版LED定制方案选择方案三。
 

5.3.    ZigBee和谈栈完成

5.3.1.   ZigBee 节点类型与收集拓扑

1.ZigBee节点类型
    在ZigBee无线传感收集中具有两种物理设备类型:全功能设备(Full Function Device,FFD)和精简功能设备(Reduced Function Device,RFD),两者相辅相成,慎密共同,共同完成无线传感收集的通信。

    全功能设备FFD具有的功能特征完整、齐备,支撑ZigBee和谈尺度规范的所无机能特征。FFD可作为协调器节点或路由器节点模块使用,具有节制器的存储、算计才能,完成数据发送、数据领受和路由选择等功能,与任何其他设备节点进行双向无线通信,所以FFD将耗损更多的能量和内存本钱。

    精简功能设备RFD只具有局部特征。RFD只能作为终端设备节点模块使用,只担任终端的数据采集并将其转发至上级FFD节点,只能与FFD节点完成通信,禁止与RFD节点通信,内存本钱要求不高。
 

图5-1  ZigBee收集节点类型

 
    按ZigBee节点模块按组网功能可分为Coordinator、Router和End-Device。ZigBee收集由一个Coordinator以及若干Router和End-Device构成,如图5-1所示。

    协调器节点(ZigBee Coordinator,ZC)包含ZigBee收集的所无数据消息,存储容量大,数据处置才能强;整个收集中具有中独一性,且必需为全功能设备FFD,担任节点上电、收集启动与拔擢,选择收集标示符(PAN ID)和通信信道(Channel),建立ZigBee收集,等待新节点入网,并分派16位短地址。

    路由器节点(ZigBee Router,ZR)必需是全功能设备FFD,成功入网后,获取16位收集短地址;担任路由发觉与选择、路由建立与维护,并答应其他设备节点的入网或离网,可作为远距离通信的数据直达站,完成数据的多跳透传。

    终端设备节点(ZigBee End-Device,ZE)为精简功能设备RFD或全功能设备FFD,无路由功能,只能插手或分开ZigBee收集,只能与上级父节点完成双向通信,获取或转发相关消息,常处于有睡眠或激活工作模式,超低功耗。

2.ZigBee收集拓扑方案
    ZigBee 无线传感收集支撑多种收集拓扑布局如图5-2所示,包罗星形(Star)、树状(Tree)、网状(Mesh),有且仅有一个全功能设备FFD作为协调器节点,路由节点和终端设备节点的数量若干,由用户自我拔擢。

 
图5-2  ZigBee收集拓扑布局

 
    星形拓扑布局由核心向四周辐射,只包含独一的Coordinator和若干End-Device。Coordinator作为节制核心担任ZigBee收集的启动、拔擢与维护;End-Device担任数据采集。星型拓扑收集布局简单,无需施行大量上层和谈与路由操作,便于办理,但要求所有End-Device必需在Coordinator通信半径之内,极大限制了收集笼盖面积,且路由路线单一,极易导致收集拥堵与数据包丢失。

    树状拓扑布局包含独一的Coordinator和若干星形拓扑,是对星形拓扑的扩展与延长,数据转发均经由树状路由完成;承继了星形拓扑的简单性、路由操作少、存储器要求不高档劣势,同时又加强了数据多跳传输,避免了星形拓扑笼盖面积不足的劣势。但树状拓扑仅依托树状路由作为唯矣忠淮吻干收集,也极易构成拥堵或瘫痪。为此,树状拓扑按期进入休眠模式,降低功耗,延缓拥堵。

    网状拓扑布局包含独一的Coordinator以及若干Router和End-Device,是对树状拓扑的进级与完满,答应通信半径内的FFD设备两两肆意通信,Router均具有“路由重选”功能,动态维护路由表,提高了收集的环境顺应才能,缩短了平均时延,数据转发愈加平安靠得住,但必然将破费设备节点更多的内存本钱。
 

5.3.2  Z-Stack和谈栈架构

    Z-Stack和谈栈是ZigBee无线传感收集中各层和谈的总和,抽象的反映了无线传感收集中数据文件传输的完整过程:由上层和谈到底层和谈,再由底层和谈到上层和谈。Z-Stack是基于IEEE 802.15.4尺度和谈的精简收集模子,即IEEE 802.15.4定义了最底层的物理层(Physical Layer,PHY)和媒体介质拜候层(Medium AccessControl Layer,MAC);ZigBee联盟定义了收集层(Network Layer,NWK)和使用层(Application Layer,APL)。此中,收集层实体包含数据实体(Network Layer Data Entity,NLDE)和办理实体(Network Layer Management Entity,NLME)两部门;使用层包含使用支撑子层(Application Support Sub-layer,APS)和ZigBee设备对象(ZigBee Device Object,ZDO) ,用户能够按照终端需要对使用层进行定制斥地。Z-Stack和谈栈系统布局如图5-3所示。
 

图5-3  Z-Stack和谈系统布局

 
    Z-Stack和谈栈由一系列的层模块(PHY、MAC、NWK、APL)搭建而成,分层布局使各层和谈之间相对独立、布局合理、简单紧凑、脉络清晰。每个层模块担任对Z-Stack和谈栈的局部进行规范和尺度化,并完成该层辖区内规定的任务,也向上一层模块供给特定办事,完成上基层模块间的通信:数据办现实体(NLDE)供给数据传输办事,答应使用法式传输使用和谈数据单元;办理实体(NLME)供给其他残剩办理办事,如拔擢设备、启动收集、节点入网或离网、地址分派等。每个办现实体凭仗对各层模块的办事接入点(Service Access Point,SAP )为其上层模块供给办事接口,每个办事接入点均经由一系列的办事原语来完成所对应的功能。

 

5.3.3  ZigBee原语与操作系统任务安排OSAL方案

1.ZigBee原语
    ZigBee和谈栈尺度规范定义了一系列办事原语,其分层布局要求各层模块,经由响应的办事接入点(Service Access Point,SAP ),为上一层模块供给独一的办事接口,又经由对办事原语的调用来完成具体的办事内容。一方面,分层布局要求和谈栈的各层模块相对独立的运转,布局清晰宽阔爽朗;另一方面,ZigBee和谈栈又是一个无机的全体,各层模块的独立运转并不代表各层之间得到所有联系。办事原语的调用完成了和谈栈层与层之间的消息共享、消息交互,为ZigBee设备精确无误的协同功课供给了前提。和谈栈层模块之间办事原语的干系图如图5-4所示。
 

 
图5-4  ZigBee和谈栈原语

 
(1)Request(请求原语):是上层N1用户向本层N用户请求指定的办事。 
(2)Confirm(确认原语):是本层N用户对上层N1用户发出的请求原语几乎认。 
(3)Indication(唆使原语):是本层N用户发给上层N2用户,唆使N的内部事务。 
(4)Response(响应原语):是上层N2用户对本层N用户的唆使原语的响应[28]。

2.ZigBee操作系统任务安排OSAL方案
    Z-Stack和谈栈中各层的办事原语多达数十或上百条,是一个多任务软件法式,需要设想一个操作系统笼统层OSAL的和谈栈安排法式,并采用操作系统的思维与任务轮转查问机制来完成多任务的安排,避免任务间的紊乱。操作系统任务安排OSAL是一种多任务的分派本钱机制,搭建简单的多任务操作系统。ZigBee操作系统任务安排OSAL方案如图5-5所示。
    起首,OSAL初始化系统,包罗系统初始化和本钱初始化,此中系统初始化是OSAL任务表、任务布局体、序列号等变量初始化;本钱初始化是对内存、中缀、NV等设备本钱初始化。再则,OSAL经由osal_add_task添加任务事务到任务表中,构成一个以凹凸优先级排序任务链表。最后,OSAL起头施行轮转查问机制,以死轮回模式不竭地皮问任务事务的发生,并按照软件预设的任务优先级凹凸顺次进入中缀法式处置对应事务;若没有任务事务预备伏贴,ZigBee系统将进入超低功耗模式。
 


图5-5  ZigBee操作系统任务安排OSAL方案
 

 

 

六、ZigBee版LED定制案例的软硬件平台完成


6.1. 硬件平台搭建


6.1.1. 酷炫前锋智能家居节制主机--KC868-F
(1) KC868-F主机参数: 
Ø  产物尺寸:205*150*30 mm
Ø  工作电压:DC9V 
Ø  静态功耗:<0.5W 
Ø  材    质:阻燃ABS 
Ø  通信距离:RF射频315MHz,空阔环境距离>4000m 
Ø  射频和谈:2262编码和1527编码 
Ø  GSM收集:850/900/1800/1900MHz   四频收集,全球通用 
Ø  工作温度:-20℃~70℃  
    工作湿度:20%-90% 


图6-1  KC868-F主机侧面细节图
图6-2  KC868-F主机后背细节图

 
(2)KC868-F主机功能: 

  •  多运转平台:支撑Window7、Window8、WindowXP、IOS 系统、安卓系统;
  •  315MHz无线射频信号领受/发射功能、2.4G ZigBee无线信号领受/发送;
  •  情景模式功能;
  •  无线传感器触发联动功能;
  •  触发联动、按时联动模式功能;
  •  RS232串口,发送指令节制。

 

(3)主机与路由器的连接编制:
    第一次使用主机时,将主机插上标配电源。当主机的黄灯常亮后,暗示主机启动成功。用平行网线将主机接入路由器。主机网线连接如图6-3所示。

图6-3  KC868-F主机网线连接图

 6.1.2 ZigBee尺度化通信模块

(1) 次要特征:

      
图6-4  ZigBee尺度通信模块反面与后背细节图

供电编制可选

  • 3.3V直流供电
  • 5V直流供电

高机能,低成本

  • 载几次率2405–2480 MHz,为全球收费频段;
  • 发射功率可达100mW(20dBm),发射功率软件可调;
  • 领受活络度 -103dBm (BER=1%);
  • 空中传输速度高达250kbps;
  • 视距环境下,靠得住传输距离可达 1000m。

高级收集和平安

  • 丢包重发机制和ACK机制;
  • 多通道通信,按照环境主动选择靠得住频道通信;
  • DSSS(间接序列扩频技术),无效的抗同频窄带干扰;
  • 每个间接序列通道笼盖65000 个独一收集地址;
  • 自带16位CRC 校验,能无效检错;
  • 基于QPSK 的调制编制,采用高效前向纠错信道编码技术,提高了抗干扰的才能;
  • 支撑点对点,点对多点和对等收集;
  • 完成自组网,主动路由,自我诊断,容错网状收集。

 使用简略纯真

  • 模块供给UART 接口;
  • 波特率出厂为9600bps,8位数据位,1位遏制位,无校验; 
  • 体积小、分量轻;
  • 采用SOC,外围电路少,靠得住性高,毛病率低;
  • 鞭状天线,IPX天线连接座等多种天线连接编制。

 
(2) ZigBee尺度通信模块管脚定义:

图6-5  ZigBee尺度通信模块IO引脚图

 

表6-1 ZigBee尺度通信模块管脚定义

 6.1.3.LED驱动器与ZigBee节制转接小板

(1)ZigBee节制转接小板

图6-6  LED驱动器的ZigBee节制转接小板后背细节图
 
 
图6-7  LED驱动器的ZigBee节制转接小板反面细节图

 
    LED驱动器的ZigBee节制转接小板上用以焊接ZigBee尺度模块,4个pin引脚别离为GND、PWM1、PWM2、VCC。转接小板为ZigBee尺度模块供给5V直流电源,同时ZigBee尺度模块输出2路可肆意调百分百%的PWM信号,对LED进行无级调色和缓无级调光。

 
图6-8  LED调光调色驱动电源PCB反面细节图

 
    LED调光调色驱动电源输入100~240V,50/60HZ,为ZigBee节制转接小板供给12V直流电源,也为LED灯珠供给12V电源。同时LED调光调色驱动电源又一次将ZigBee节制转接小板引出的2路PWM信号传输给LED灯珠,进行LED进行无极调色和缓无极调光。
 

 
图6-9  LED调光调色驱动电源外壳反面细节图

 

 
图6-10  LED调光调色总拆卸图
 

6.2. 软件平台搭建

PC客户端登录与LED调色温调光节制界面

 
图6-13  PC客户端的主机登录界面

 
    登录界面填写内容如下:
(1)言语:Chinese(简体中文)和English 
(2)用户:办理员或通俗用户。 
Ø   办理员具有PC客户端软件的全数功能权限;通俗用户只能进行设备的节制操作; 
Ø   PC客户端登录编制能够选择办理员和通俗用户;手机或平板客户端登录编制只需通俗用户。   
(3)地址:填入主机收集参数中的IP地址,默认:192.168.1.200 (必填) 
(4)暗码:出厂设置默认暗码:12345678 (必填) 
(5)端口:填入主机收集参数中的端标语,默认:4196  (必填) 
(6)主机ID:填入主机包装壳上ID 序列号  (必填) 
(7)记住暗码:庇忠淮未选,即可让客户端记住暗码,下次登录无需反复输入。 
(8)主动登录:庇忠淮未选,双击节制软件图标后,主动进行登录,而无需手动再次点击“登录”按钮。 
(9)数据同步:庇忠淮未选,登录时,将主机内的拔擢数据读出至PC客户端,使PC客户端与主机内的消息同步。

图6-14  PC客户端的主机登录成功后的主界面


 

图6-15  ZigBee版LED调色温调光节制主界面

 
 
附录.
一、《ZigBee使用范畴》

    除LED灯等小家电的智能进级外,ZigBee技术又一次遍及使用于以下范畴,若是您所处的行业刚巧吻合,且产物需要智能进级或面临技术瓶颈等问题,欢迎来电征询!Tel: 0571-56050300  QQ:420951892

1、消费性电子设备:电视、录像机、DVD、 CD机、无线德律按键、活动和休闲器械等电器的近程遥控。 
2、电脑外设:无线键盘、鼠标、游戏把持杆、无线耳机。 
3、医疗设备节制:医用传感器、病人的垂危呼叫按钮等,及时监测病人的血压、体和缓心跳速度。 
4、工业节制安装:危险化学成分的检测、火警的晚期检测和预告、高速旋起色器的检测和维护等,把持传感器和ZigBee收集使数据的主动采集、阐发和处置将变得愈加容易。 
5、交互式玩具:玩具、游戏机等游戏器具。 
6、小我康健监护:监视、诊断、传感器。 
7、家庭和建筑物主动化设备:安保系统、采暖通风和空调系统、照明、炊火检测器、抄表系统、无线报警、厨房机械、窗帘遥控器。 
8、农业主动化:把持传感器和ZigBee收集,使用更多主动化、收集化、智能化和近程节制的设备来耕种,如传收集土壤湿度、氮浓度、PH值、水量、温度、空气湿度和气压等消息,进行环境监测、水利水文监测。 
9、汽车使用:共同传感器收集演讲汽车所有系统的情况。 
10、资产跟踪使用:产物运输、产物跟踪、存储较大物品和财富办理。 
11、军事使用:疆场监视和机械人节制。
 

二、《澳门新濠天地Zigbee产物大全》

   今朝我司已研发出的ZigBee产物如下,由于下列产物通信和谈是我司在国际尺度通信和谈底子上,自主研发的智能家居通信和谈,因而可共同二次斥地;同时开关、调光面板的图案、颜色丰盛多样,支撑个性化定制,满足用户多元需求。

ZigBee灯光面板 

    今朝ZigBee灯光面板的颜色分为白色和香槟色,有1路、2路、3路灯光节制面板可供选择,合用于家庭、办公、病院和酒店等场所,是当后面板的支流。

ZigBee调光面板 

    ZigBee调光面板的颜色分为白色和香槟色,面板的图案、颜色丰盛多样,支撑个性化定制。

ZigBee开合型窗帘电机 

    ZigBee开合型窗帘电机能够供给单轨、双轨窗帘电机的个性定制。

 

ZigBee温湿度 

   
与通俗温湿度产物比拟,Zigbee无线温湿度传感器具有自组网功能,可将其他ZigBee产物作为信号中继,从而扩展了与主机的通信范畴;同时它无需对码进修,简单易用;因其奇异的专业机能,Zigbee无线温湿度传感器可遍及使用于室第、办公、病院(如育婴房等)、农业(如蔬菜、瓜果大棚等)、动物园等场所。
    由于此传感器的通信和谈是我司在国际尺度通信和谈底子上,自主研发的智能家居通信和谈,因而可共同二次斥地。

ZigBee空气质量检测仪U-air

    今朝,PM2.5(细颗粒物)已成为各国衡量空气污染构成的康健风险较着的目标之一。为了改善室内空气质量,提高人们糊口生计质量,咱们基于ZigBee和谈设想了一款多功能空气检测仪--U-air智能空气魔盒,次要用于检测室内环境的PM2.5和温湿度值。

    本产物无需对码进修,简单易用,当它与主机共同使用,即可让用户经由手机、电脑、平板电脑等挪动终端,近程及时查看家中的空气情况;一旦PM2.5超标即显示警示灯,并联动共怜悯景模式,如向用户发送报警消息,开启空气净化器、空气清新机、新风系统等设备,从而智能优化室内环境,为您和家人的康健保驾护航。 U-air智能空气魔盒使用遍及,出格合用于有妊妇、白叟、儿童、婴儿的家庭,有哮喘、过敏性鼻炎、花粉过敏症等敏动听员的居所以及病院、写字楼、会所、酒店等场所。

    由于此产物的通信和谈是我司在国际尺度通信和谈底子上,自主研发的智能家居通信和谈,因而可共同二次斥地。

ZigBee智能家居节制主机KC868-F

    技术上,酷炫前锋同时支撑全新Zigbee技术和无线射频,让用户会合节制灯光、窗帘、电视、空调、影音、安防等设备之余,更能够近程及时查看电器的工作环境;外形上,酷炫前锋采用吵嘴高光磨砂工艺 ,边角流线弧度设想,时髦简约、典雅大雅,与当代家居装潢气概相得益彰。酷炫前锋功能涉及智能照明节制、智能家电节制、家庭动力办理、家庭安防监控、家庭环境调理等多个范畴,同时增设串口通信功能,主机软件操作界面激情亲切人道化,可在手机/平板/电脑上操作,并支撑近程、按时及自定义操控 ,是杭州澳门新濠天地电子智能家居主机的优良之作。  
  


 

温暖提示:
   
上述ZigBee产物临时只能与我司智能家居主机KC868-F组网使用,更多ZigBee产物今朝正处于研发阶段,不久将逐个面市,敬请等待!
 
三、《互助流程》


   

 
 
    第一步:两边深刻沟通,确定您的现实需乞降细节。

    第二步:按照您的需求咱们提出具体的处理方案,并评估元器件成本和斥地费用。
    第三步:客户对方案进行斥地周期以及斥地费用几乎认。
    第四步:名目定金领取,一般为名目总额的60%。
    第五步:名目(产物)验收。
    第六步:名目达到要求,客户结算余款。