研讨照明基于zigbee技术无线照明系统与设计

论文导读：
摘要：传统的有线照明系统功能单一、布线麻烦、可扩展性差、节能效率低，已经满足不了当今生活的需要，于是无线智能照明系统应运而生。无线照明系统具有部署方便、灵活性高、维护成本低等特点。本论文采取低功耗、低成本、低速率的短距离无线通信标准zigbee来组建无线照明网络。论文首先阐述智能灯光制约系统的进展概况，比较目前流行的几种短距离无线通信技术的优缺点，论述zigbee技术运用于无线照明系统的可行性。随后介绍了zigbee协议的层次结构与功能，浅析Z-Stack协议栈结构，对Z-Stack中的网络地址分配算法，绑定历程，路由选择机制及路由维护，信道配置等进行深入的探讨。在以上工作的基础上提出一种基于zigbee技术的无线照明系统的软硬件设计案例。硬件部分基于TI公司的CC2430芯片实现该系统。系统由一个协调器、少量路由器和若干终端节点组成。着重阐述节点的射频模块、光采集模块、LED驱动模块的设计历程。软件方面，利用TI公司提供的开源协议栈Z-Stack，在此基础上根据系统具体需求移植和修改协议栈代码，编写各类节点的运用程序。主要包括数据采集程序、光强制约程序、串口通信程序及数据收发程序的设计。该系统实现了树型拓扑网络，具有自动组网，设备动态入网等功能。经测试，本论文设计的无线照明系统中的灯节点能根据光强自适应地调节灯光亮度，周期性采集室内光强，及时响运用户的信息查询、调光制约等命令。节点数据传输可靠，通讯距离满足需求。可以实现对灯节点的单控、全控以及调光制约，达到使照明系统更加便捷和节能的设计目的。关键词：zigbee论文无线照明论文LED论文CC2430论文Z-Stack论文
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Abstract5-8
第一章 绪论8-15

1.1 zigbee 技术介绍8-9

1.1 zigbee 进展概况8

1.2 zigee 技术的特点及其运用8-9

1.2 智能照明系统探讨近况9-11

1.3 几种短距离无线通信协议的比较11-12

1.3.1 zigbee 与蓝牙技术的比较11

1.3.2 zigbee 与超带宽通信（UWB）技术的比较11-12

1.3.3 zigebee 与 Wi-Fi（wireless fidepty）技术的比较12

1.4 zigbee 运用于无线照明系统的可行性12-13

1.5 论文内容与结构说明13-15

第二章 zigbee 技术相关基础知识15-24

2.1 zigbee 协议系统结构15-16

2.2 zigbee 协议基本知识16-18

2.1 zigbee 网络设备组成16-17

2.2 zigbee 网络拓扑结构17-18

2.3 Z-Stack 协议栈介绍18-23

2.3.1 网络寻址19-21

2.3.2 绑定21

2.3.3 zigbee 的路由协议21

2.3.4 消息发送函数21-22

2.3.5 消息接收函数22

2.3.6 网络的组建历程22-23

2.4 本章小结23-24

第三章 无线照明系统的硬件设计24-33

3.1 系统总体设计案例24-25

3.2 RF 模块电路设计25-27

3.

2.1 zigbee 案例选型25-26

3.

2.2 RF 无线通信模块电路设计26-27

3.3 光强度采集模块27-29

3.4 LED 驱动电路的设计29-31

3.4.1 LED 特性介绍29

3.4.2 LED 驱动电路的硬件设计29-31

3.5 电源和稳压电路模块31-32

3.6 本章小结32-33

第四章 无线照明系统的软件设计33-44

4.1 ZigBee 无线软件开发平台33-34

4.

1.1 EW 集成开发环境33-34

4.

1.2 C51RF-3-ZDS 仿真器34

4.

1.3 C51RF-3-F 协议浅析仪34

4.2 上位机与协调器的通信34-35
4.

2.1 协调器与上位机通信的消息格式34

4.

2.2 SOP 帧校验算法34-35

4.3 协调器程序设计35-37

4.4 终端节点程序设计37-38

4.5 路由器节点程序设计38-39

4.6 辅助程序设计39-42

4.6.1 ADC 采样程序39-40

4.6.2 中论文导读：

断函数40-41

4.6.3 节点低功耗的实现41-42

4.7 上位机监控程序设计42

4.8 本章小结42-44

第五章 系统测试实验与浅析44-48

5.1 通信距离测试实验44

5.2 组网测试44-45

5.3 系统运转45

5.4 实物图45-46

5.5 网络中 zigbee 和 WiFi 共存的不足46-47

5.6 本章小结47-48

第六章 总结与展望48-49

6.1 总结48

6.2 展望48-49

参考文献49-52
攻读硕士学位期间公开发表论文和参与科研项目52-53
致谢53