下载本文档
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、Zigbee无线传感器网络的智能灯光跟随系统目前,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。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,低功耗的优势已在放放电影很多地方得到应用。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,
2、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,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刭的信息,并通过UART方式
3、传给主控制器。如果不明白可访问网站,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婴儿湿疹怎么办主要包括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。21 Zigbee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24 GHz 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814位ADC、DMA,定时、计数器、USABT、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(
4、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-SB501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。人体红外传感器的OUT输出端口连接到CC2430的IO口上,把IO口设置为输入模式,通过检测IO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
5、如图3所示,包括CC2430射频模块,仿真下载模块,UABT,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。22 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624 MHz,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,IO端口连接光耦芯片TPL521-4,利用IO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
6、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31 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,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。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
7、,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。完成CC2430的初始化后,开始扫瞄信道,寻找到合适的网络,发进加入网络信息,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。32 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Zigbee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
8、无人存在,则把IO口的输出设置为低电平,使灯熄灭,否则,IO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(Zigbee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5 s,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,当人走动的时侯,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。目前,我们尚处在实
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2026年城乡社区协商机制及村居民参与治理渠道专项测试
- 2026年大学图书馆勤工助学管理面试题
- 2026年粮食行业信用体系建设竞赛题库
- 企业员工职业发展制度
- 项目需求分析与规划实操指南
- 2025年事业单位招聘考试旅游类综合能力测试模拟试题库
- 【8语期中】合肥市第四十五中学2025-2026学年八年级下学期期中语文试题
- 2026年软件公司外包开发合同协议
- 2025新公职人员考试时事政治考试试题(附答案)
- 2026农产品出口行业市场现状竞争格局分析投资评估规划
- 2026四川德阳市什邡市教育和体育局选调高(职)中教师13人备考题库附答案详解
- 2026江西赣州市安远县东江水务集团有限公司第一批人员招聘10人备考题库含答案详解(b卷)
- 2026年花样滑冰赛事品牌建设与营销创新案例研究
- 2026年考研数学一模拟单套试卷(含解析)
- 2026年广州市黄埔区事业单位招聘笔试参考题库及答案解析
- 旅馆防偷拍工作制度
- 2026贵州贵阳市信昌融合实业发展有限公司招聘16人笔试备考试题及答案解析
- 2026年四川发展控股有限责任公司校园招聘笔试参考题库及答案解析
- 2026年辽宁省公务员省考《行政职业能力测验》真题解析
- TCCIIA 0004-2024 精细化工产品 分类
- 突发事件创伤伤员医疗救治规范2025年版
评论
0/150
提交评论