基于ZIGBEE無線傳感網(wǎng)絡(luò)的燈光控制智能管理設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張侃

摘要：隨著無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，為了滿足傳統(tǒng)串口設(shè)備方便快速連接網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線控制，本文設(shè)計(jì)一種基于RT5350嵌入式平臺(tái)，利用Zighee遠(yuǎn)程通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)Android智能手機(jī)無線控制燈光照明。系統(tǒng)由RT5350嵌入式網(wǎng)關(guān)設(shè)備、基于CC2530芯片的遠(yuǎn)程通信節(jié)點(diǎn)以及燈光控制模塊組成。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該系統(tǒng)操作方便和可靠性強(qiáng)，低功耗，成本低的優(yōu)點(diǎn)，具有一定的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：RT5350;Zigbee;Android;燈光

1 引言（INTRODUCTION）

隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，智能手機(jī)的不斷普及，目前工業(yè)和民用的很多串口設(shè)備需要接人網(wǎng)絡(luò)，以便通過智能手機(jī)對(duì)串口設(shè)備實(shí)現(xiàn)高效率的信息交互，然而傳統(tǒng)方式的構(gòu)建比較復(fù)雜，具有施工成本高、不易擴(kuò)展，本文提出一種基于RT5350嵌入式的平臺(tái)和Zig-bee無線通信技術(shù)對(duì)燈光照明進(jìn)行無線控制的設(shè)計(jì)方案，通過基于RT5350嵌入式網(wǎng)關(guān)模塊和Android智能手機(jī)的無線通信，結(jié)合Zigbee無線通信，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光模塊的無線控制功能。

2 總體設(shè)計(jì)（overall design）

為了提高傳統(tǒng)的燈光控制系統(tǒng)靈活性和可擴(kuò)展性，使燈光照明控制系統(tǒng)更加模塊化，本系統(tǒng)以RT5350嵌入式網(wǎng)關(guān)模塊核心，將無線WIFI與串口融合起來，一旦接人網(wǎng)絡(luò)，極大地拓寬了串口功能，具備了WIFI與串口之間透?jìng)鞯臒o線通信功能。

系統(tǒng)中RT5350嵌入式網(wǎng)關(guān)模塊，首先通過WIFI方式與Android智能手機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，建立連接，通過串口方式與Zigbee協(xié)調(diào)器保持?jǐn)?shù)據(jù)通信。當(dāng)Zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)建立通信網(wǎng)絡(luò)成功后，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和終端通信節(jié)點(diǎn)可以相互無線通信，實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)傳輸功能。保證了Android智能手機(jī)將燈光照明的控制命令先由WIFI方式發(fā)送至RT5350嵌入式網(wǎng)關(guān)，然后通過RT5350芯片硬件所支持的WIFI至串口之間的透?jìng)鞴δ埽瑢⑹盏降臄?shù)據(jù)通過串口傳輸協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，并最終通過 ZIgbee無線通信方式實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光模塊的控制。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)（The hardware design of thesystem）

網(wǎng)關(guān)硬件組成主要包括RT5350的SOC芯片、WIFI收發(fā)模塊、串口收發(fā)器模塊、電源和外部存儲(chǔ)器，其中RT5350 SOC是Ralink雷凌公司最新推出的一款集無線射頻傳輸與嵌入式控制于一體的高科技WIFI應(yīng)用芯片，它是基于通用串行接口，內(nèi)置TCp/1P協(xié)議棧，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶串口與無線網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換。串口收發(fā)器模塊和Zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)通過RS232串口相連，實(shí)現(xiàn)串口通信。

4 系統(tǒng)測(cè)試（System testing）

為了驗(yàn)證智能手機(jī)能夠正常控制燈光照明模塊，首先在智能手機(jī)客戶端安裝網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手APP，然后將RT5350網(wǎng)關(guān)模塊加電啟動(dòng)，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)，由RT5350網(wǎng)關(guān)模塊通過RS232串口Zigbee協(xié)調(diào)器無線發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，與帶有燈光控制模塊的Zigbee終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊，最后客戶端連接WIFI，發(fā)送控制命令至終端節(jié)點(diǎn)，終端節(jié)點(diǎn)接收“01”、“11”字符串的命令，無線控制開/關(guān)燈光設(shè)備。通過測(cè)試，功能一切正常。Zigbee通信程序流程如圖2所示。

5 結(jié)束語（Conclusion）

文中基于RT5350嵌入式平臺(tái)，研究ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)與嵌入式平臺(tái)之間的通信及數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，解決了遠(yuǎn)程無線控制智能燈光系統(tǒng)的問題，設(shè)計(jì)以RT5350嵌入式平臺(tái)作為網(wǎng)關(guān)模塊，結(jié)合Zigbee節(jié)點(diǎn)之間通信，實(shí)現(xiàn)Android智能終端無線控制燈光照明模塊，實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)具有通信可靠、抗干擾性好等優(yōu)點(diǎn)。

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