基于Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能燈光跟隨系統(tǒng)
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3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
3．1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)
系統(tǒng)中Zigbee節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)移植了Z-stack協(xié)議棧，該協(xié)議棧提供了完整的路由協(xié)議，并對(duì)應(yīng)用層是完全透明的，只需將數(shù)據(jù)下發(fā)至協(xié)議棧，協(xié)議棧便會(huì)自動(dòng)尋找路徑，因此在程序開發(fā)上，主要是在Z-stack協(xié)議棧的基礎(chǔ)上，完成協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)的程序設(shè)計(jì)。
1)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)
協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的建立和管理，工作流程圖如圖5所示。系統(tǒng)上電后，首先初始化硬件和協(xié)議棧，初始化完成后，協(xié)議棧掃描出一個(gè)合適的信道建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)有設(shè)備請(qǐng)求加入時(shí)，協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)分配它一個(gè)16位的短地址，并允許加入網(wǎng)絡(luò)，組網(wǎng)完成后，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)開始接受從傳感器節(jié)點(diǎn)傳送過來的數(shù)據(jù)并通過串口傳至嵌入式控制器。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/159594.htm
2)傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)
傳感器節(jié)點(diǎn)工作流程圖如圖6，其主要通過無線傳輸?shù)姆绞?，將采集到的人員信息送至協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。完成CC2430的初始化后，開始掃瞄信道，尋找到合適的網(wǎng)絡(luò)，發(fā)進(jìn)加入網(wǎng)絡(luò)信息，得到確認(rèn)后，開始進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待定時(shí)器喚醒，收到喚醒指令后，開始通過傳感器采集信息，并發(fā)至其父節(jié)點(diǎn)。
3．2 嵌入式控制器的軟件設(shè)計(jì)
PXA270通過串口接收Zigbee節(jié)點(diǎn)采集到的信息，根據(jù)Zigbee的16位物理地址和相應(yīng)采集到人是否存在的信息來確定人員的方位，工作流程如圖7所示，首先，檢測(cè)是否有節(jié)點(diǎn)返回有人存在的信息，如果無人存在，則把I／O口的輸出設(shè)置為低電平，使燈熄滅，否則，I／O設(shè)置為高電平，燈亮起，然后根據(jù)返回的Zigbee的物理地址，判斷是哪個(gè)節(jié)點(diǎn)返回的信息，從而確定人員存在的大致方位，進(jìn)而控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使燈光照向這個(gè)方位。
4 系統(tǒng)測(cè)試
實(shí)驗(yàn)時(shí)，在實(shí)驗(yàn)室搭建了1個(gè)小的模型，其中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)包含1個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和3個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)(Zigbee節(jié)點(diǎn)實(shí)物如圖8)，傳感器節(jié)點(diǎn)均勻地分布在走廊的兩側(cè)，PXA270和照明裝置(實(shí)物如圖9)放在了較高的柜子上。
Zigbee節(jié)點(diǎn)上電后，過了大約5 s，開發(fā)板上的led顯示網(wǎng)絡(luò)建立完成，當(dāng)人走過時(shí)，燈自動(dòng)的開啟，舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，照向人存在的方位，當(dāng)人走動(dòng)的時(shí)侯，舵機(jī)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)人離開檢測(cè)區(qū)域時(shí)，照明裝置自動(dòng)熄滅，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)可以正常工作。
5 結(jié)束語(yǔ)
文中采用無線傳感器技術(shù)、Zigbee技術(shù)、傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建智能燈光跟隨系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體的檢測(cè)并使燈光跟隨人體移動(dòng)，從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。本系統(tǒng)具有成本低、低功耗、檢測(cè)準(zhǔn)確、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，非常適合在走廊、道路等場(chǎng)所使用，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值。目前，我們尚處在實(shí)驗(yàn)階段，正在進(jìn)行產(chǎn)品化過渡。
評(píng)論