一種ZigBee傳感器實現(xiàn)的景觀LED系統(tǒng)設(shè)計

　?。?）傳感器網(wǎng)絡(luò)信息通信

　　系統(tǒng)中傳感器網(wǎng)絡(luò)場景控制器與照明單元間的數(shù)據(jù)傳輸采用直接傳輸方式（無中間設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)），即場景控制直接將數(shù)據(jù)發(fā)送給照明單元，當(dāng)照明單元接收到數(shù)據(jù)后發(fā)送確認信息給場景控制器。該數(shù)據(jù)傳輸方式要求端節(jié)點設(shè)備隨時都處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，也就是要求其隨時都要處于喚醒的狀態(tài)。場景控制器使用單播方式發(fā)送信息輪詢各傳感器節(jié)點，場景控制器啟動后按時間片輪，依照網(wǎng)絡(luò)表中各照明單元的順序，定期發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送請求幀到照明單元進行輪詢，照明單元接收到發(fā)送請求幀，返回應(yīng)答幀，應(yīng)答幀中包含其狀態(tài)信息（如電池電壓，電輔，當(dāng)前設(shè)置，燈顏色亮度等）。

　?。?）傳感器網(wǎng)與上位機的通信

　　場景控制器啟動獲取IP地址并建立網(wǎng)絡(luò)表，它定期（默認5min，可設(shè)置）報告本傳感器網(wǎng)內(nèi)照明單元狀態(tài)信息到上位機。上位機通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)置場景控制器的輪詢間隔，校對場景控制器本地時鐘及該網(wǎng)絡(luò)場景（照明單元參數(shù)集）。

　　（4）系統(tǒng)同步

　　景觀控制中場景效果的實現(xiàn)需各照明單元間協(xié)調(diào)執(zhí)行，這就要求解決各照明單元的同步問題。系統(tǒng)在解決同步問題上采取兩級同步機制，上位機軟件與場景控制器通信協(xié)議間使用校驗時間幀，上位機定時發(fā)送時間校驗幀，場景控制器通過該幀取得上位機時間，核對校正本地時間。傳感器網(wǎng)絡(luò)中采取場景控制器每60s發(fā)送廣播脈沖幀實現(xiàn)其所管理網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點間的同步，脈沖幀中包含計時單位為秒的計數(shù)器更新數(shù)據(jù)，照明單元接收到廣播脈沖幀后更新定時本地定時器計數(shù)的值，照明單元內(nèi)部定時器每1s將此定時器計數(shù)的值1.傳感器網(wǎng)關(guān)每10s廣播一次當(dāng)前時間信息，傳感器網(wǎng)關(guān)內(nèi)設(shè)時鐘芯片，傳感器網(wǎng)內(nèi)部時間計數(shù)單位為秒，傳感器網(wǎng)關(guān)將時鐘芯片的HH:MM:SS換算為一秒計數(shù)，各傳感器設(shè)備接收到此時間數(shù)據(jù)，更新內(nèi)部的時間計數(shù)器，各傳感器設(shè)備定時器1s中斷一次，中斷服務(wù)中時間計數(shù)器自加1.

　?。?）主要傳輸數(shù)據(jù)

　　系統(tǒng)中監(jiān)控主機與場景控制器以及場景控制器與各照明單元間通信數(shù)據(jù)幀主要包括：

　　其中：場景設(shè)置指令幀根據(jù)上位機操作要求，在改變景觀照明或定時啟動不同場景時由監(jiān)控主機發(fā)出，場景控制接收到指令幀，回復(fù)應(yīng)答幀（含本網(wǎng)照明單元狀態(tài)信息）。狀態(tài)請求幀由操作人員通過上位機軟件隨時發(fā)出，場景控制器接收到請求幀，回復(fù)應(yīng)答幀。脈動幀則由場景控制器定時上報本網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息。脈動幀與應(yīng)答幀格式相同，脈動幀的幀序號為0，而應(yīng)答幀序號與接收的指令或查詢序號相同。脈動（應(yīng)答幀）格式如圖3所示。

　　圖3 應(yīng)答幀格式

　　照明單元定時測量狀態(tài)信息（1s檢測一次），照明單元應(yīng)答幀與其脈動幀格式一致，信息包括溫度（1B）、濕度（1B）、電池電壓（1B）、電源供給狀態(tài)（電池、市電、電池+市電）與燈珠工況（1B）。

　　4 結(jié) 語

　　本文介紹了一種基于ZigBee傳感器網(wǎng)絡(luò)的景觀照明系統(tǒng)的設(shè)計，該系統(tǒng)利用傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了對系統(tǒng)內(nèi)眾多照明單元狀態(tài)的實時檢測及集中控制管理，系統(tǒng)提出的檢測控制通信方式保證了多場景間切換的協(xié)調(diào)同步，實時性強。在城市主體公園應(yīng)用中運行可靠，多場景的設(shè)置方便、自動切換準(zhǔn)確。同時，該系統(tǒng)也可應(yīng)用于公園、場館照明等照明單元多的場所。