《传感器与传感网技术应用》2-3使用声音、光照传感器控制楼道灯亮

项目二楼道开灯传感器与传感网技术应用任务描述

老旧小区楼道灯光开关系统加装声音和光照传感器分别实现了声控和光控楼后，两套控制系统分别单独作用，布线繁琐，资源浪费，且不能满足不同楼层业主对灯光的多样化控制需求。高层的业主希望楼道灯白天即使有声音也不用亮，低层的业主希望楼道灯晚上能够正常实现声控，在白天阴雨天等光线不好的时候也能够实现声控点亮。这样才能确保过往行人的安全。小区业主依据实际场景的需求，对楼道灯光控制系统提出了新的修改要求。

物业经理王先生提出让新大陆科技有限公司拿出修改后的解决方案。公司依据业主的要求，计划综合使用声音、光照传感器，实现楼道灯光的自动控制。任务要求：综合使用光照、声音传感器，实现楼道灯光的开关控制；用串口实现光照传感器数据的采集及显示；使用IAR完成基于CC2530声光同时控制程序的开发与调试；完成测试程序的烧写，实现楼道灯通过光感自动控制的功能需求。引导问题问题1：

你是否了解生活中声光控制在其他哪些场景还有应用？

问题2：

如何把声音传感器和光照传感器综合使用，搭建起基于CC2530单片机的声光控制电路系统？任务二使使用声音、光照传感器控制楼道灯亮任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务资讯分立元件声光控开关的制作

分立元件声光控开关原理图优点：成本不高缺点：稳定性差任务资讯

利用单片机设计出的声光双控开关系统，不仅使硬件设备具有可扩展性，还可以直接用程序实现通断、延时等自动控制，使用过程中更加的安全节能，智能便捷。图2-3-1和图2-3-2分别是实验室中用单片机制作的声光控开关和市场上销售的声光控开关。

单片机制作的声光控开关

市场上销售的声光控开关任务资讯Zigbee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。

其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，特别是智能灯光控制系统，智能家居系统中有着较成熟的应用。

基于zigbee的智能家居控制系统

基于zigbee的智能路灯控制系统任务资讯学习ZIGBEE要绑定使用TI的CC2530单片机，为什么，为什么不用STM32，51，MSP430，RaspberryPI呢？

ZIGBEE和蓝牙，WIFI一样，是一种传输协议，如果要理解一个传输协议，很要花些时间，而且几万行的代码，

上面都是结构体，宏定义，预编译，宏定义函数，你愿意没搞懂怎么用之前就移植协议吗，如果这样估计大部分人都会放弃。

CC2530这款单片机，使用了8051的内核，封装了Z-STACK这个协议栈,这个协议也被ZIGBEE联盟认定为参考协议这上面的引脚等都配置好了，是适配这个单片机的，因此我们使用起来就避免了改动上万条代码可能出现的BUG，对初学者来说，这更容易上手学习掌握。任务二使使用声音、光照传感器控制楼道灯亮任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务计划与决策系统结构分析系统代码设计与分析21声光控楼道灯光系统结构分析

声光控楼道灯光模拟系统由声音传感器、光照传感器模块、ZigBee模块、NEWLab实训平台、上位机等硬件系统组成。其中声音传感器采集环境中的声音产生开关量数据，光照传感器采集到光照强度经过ADC寄存器的处理转换成单片机能够识别的数字信号，二者经CC2530单片机处理后通过NEWLab实训平台的串口传输给上位机显示。

光控楼道开关模拟系统任务计划与决策系统结构分析系统代码设计与分析21声光控楼道灯光系统代码设计与分析

在本任务搭建的声光控楼道开灯模拟系统使用CC2530单片机的I/O接口P1.0相连的LED1模拟楼道灯;光照传感模块输出连续变化的光照数值是模拟信号，其输出端与CC2530的ADC0相连。通过GPIO端口、按键控制和中断和定时/计数技术完成更优化的声光协同控制灯光系统的功能。主程序流程图任务二使使用声音、光照传感器控制楼道灯亮任务资讯01任务实施03任务计划与决策02任务小结04任务实施

声光控楼道开灯系统任务的实施需要完成硬件系统的搭建和软件系统的开发调试。其中软件开发环境的搭建和配置的与前面任务中相关操作类似，在此不再详述。本任务着重从硬件搭建环节开始。硬件环境搭建项目创建及程序编辑编译链接下载程序结果测评与分析任务实施1硬件环境搭建串口调试23项目编译及链接4

IAR下载程序25结果验证硬件环境搭建

图2-3-5为本任务硬件连接示意图，其中光照传感器模块的J6口（模拟量输出）连至ZigBee模块的J10口（ADC0），声音传感器模块比较输出口连至用香蕉头线连至ZigBee模块的OUT1口，二者设定为CC2530的输入接口；ZigBee模块的LED1与片上CC2530单片机的P1.0相连，定义为输出端口。NEWLab底座通过串口转USB线与电脑相连，通过串口通信光照数据等传送到PC端，实现数据显示。图2-3-5硬件连线图硬件环境搭建

在IAR开发环境中开发ADC转换程序后，为将ADC测量值在PC端的串口调试工具中显示，系统实物连接如图2-3-6所示。图2-3-6声光控楼道灯控制模拟系统实物图任务实施1硬件环境搭建串口调试23项目编译及链接4

IAR下载程序25结果验证串口调试打开串口调试软件，依次设置调试的端口，波特率、数据位、校验位、停止位等参数，即可在空白界面看到采集到的光照数据信息，如图2-3-7所示。串口调试软件的使用方法详见任务二。图2-3-7

串口调试软件界面任务实施1硬件环境搭建串口调试23项目编译及链接4

IAR下载程序25结果验证项目编译及链接在完成项目配置、工程创建、源文件编辑调试后，进行代码的编译与链接、编辑调整，直到【Messages】提示程序编译、链接成功。任务实施1硬件环境搭建串口调试23项目编译及链接4

IAR下载程序25结果验证

IAR下载程序

把ZigBee模块安装在NEWLab底座上，用CCDebugger仿真下载器的下载线连接ZigBee模块至主机USB接口。完成程序向单片机的烧写下载，步骤见项目一。任务实施1硬件环境搭建串口调试23项目编译及链接4

IAR下载程序25结果验证结果验证

先单击【单步】调试按钮，控制光照和声音检测部分的代码逐步，观察LED灯的亮灭变化；然后执行将程序烧写到模块上后让模块复位重起，观察不同光照条件下特别是光照AD值在2500左右时，外界声音对LED灯亮灭的控制情况。（a）光照较强、无声音时

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