第一篇：基于Zigbee技術(shù)的LED燈光控制器的設(shè)計及應(yīng)用

基于Zigbee技術(shù)的LED燈光控制器的設(shè)計及應(yīng)用

本設(shè)計主要是將Zigbee 無線技術(shù)應(yīng)用在LED 照明工程中，解決了白熾燈耗電嚴(yán)重，使用壽命短的問題，同時解決照明工程中布線復(fù)雜、高功耗、資源浪費大、受距離限制、維護困難的問題?；赯igbee 技術(shù)具有短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本、低復(fù)雜度等優(yōu)點，設(shè)計出基于Zigbee 技術(shù)的智能家居LED 燈光無線控制系統(tǒng)。主要利用Zigbee無線自組網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)了對LED 燈的開關(guān)和亮度調(diào)節(jié)的無線控制，并且功能細致可以分為單個燈光控制和局域燈光控制。

目前我國大力推行用LED 燈取代白熾燈的政策，而且將在五年內(nèi)實施完成，這一政策解決了照明耗電嚴(yán)重，使用壽命短的問題，此外，工程布線繁瑣安裝復(fù)雜，不易移動控制，能量消耗大、施工周期長、后期維護困難等這些問題仍然需要解決，Zigbee 技術(shù)的廣泛應(yīng)用給目前的問題提供了一種解決方式，并且對于家庭生活和辦公樓宇而言達到了方便快捷的目的，對于綜合管理人員達到高效安全目的。文中提出了一種Zigbee 無線自組網(wǎng)技術(shù)與LED 節(jié)能燈相結(jié)合的設(shè)計方案，實現(xiàn)對LED 燈的亮度進行連續(xù)調(diào)節(jié)和遠程控制的功能，詳細的介紹了軟硬件設(shè)計系統(tǒng)。Zigbee 無線技術(shù)

Zigbee 技術(shù)是一種應(yīng)用于短距離范圍內(nèi)，低傳輸數(shù)據(jù)速率下的各種電子設(shè)備之間無線通信技術(shù)，是一組基于IEEE批準(zhǔn)通過的802.15.4 無線標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)的，這就確定了可以再不同制造商之間共享的應(yīng)用綱要。Zigbee 兼容的產(chǎn)品工作在2.4 GHz 這個全球通用的免費開放頻段，這個頻段提供了16 個傳輸信道，每次通信都會自主選擇一個最干凈干擾最小的信道進行數(shù)據(jù)傳輸。在網(wǎng)絡(luò)層方面，可以采用星形和網(wǎng)狀拓撲，根據(jù)節(jié)點的不同功能，可分為中央?yún)f(xié)調(diào)器 Coordinator，路由節(jié)點Router 和終端節(jié)點FFD.在這3 種拓撲結(jié)構(gòu)中，在星型網(wǎng)絡(luò)中不易實現(xiàn)Zigbee 的高級特色功能，即路由功能的，每個Zigbee 設(shè)備只能和PANC 直接通訊。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是最復(fù)雜的，允許路由，而且路由的路徑是自動計算出來的最佳路徑，而且網(wǎng)絡(luò)建立后，任何一個設(shè)備失效，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備會重新計算路由的路徑，使得不影響網(wǎng)絡(luò)其他設(shè)備正常通訊。

所以本系統(tǒng)采用的是樹狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，簡單且易于實現(xiàn)功能。1.1 Zigbee 的優(yōu)點與特性

1)低功耗是Zigbee 技術(shù)最具優(yōu)勢的地方。在通信狀態(tài)，Zigbee 終端耗電在幾十毫瓦左右，在省電模式下，耗電僅僅幾十μW，相當(dāng)有一節(jié)干電池可以工作近一年。

2)可靠性：采用避免碰撞機制，同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時隙，避免發(fā)送數(shù)據(jù)時產(chǎn)生沖突;節(jié)點模塊之間具有自動動態(tài)組網(wǎng)的功能，傳遞的信息在整個Zigbee 網(wǎng)絡(luò)中通過自動路由的方式進行傳輸，從而保證了信息傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

3)網(wǎng)絡(luò)容量大：在同一個WPAN 上，可以存在65 536 個ZigBee 裝置，彼此可通過多重跳點的方式傳遞信息，而且具有無線網(wǎng)絡(luò)自愈功能。4)有效范圍大：有效范圍在10~75 m 之間，如果前置功放可以達到1 000 m 的通信距離。

5)成本低：Zigbee 數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單且免收專利費，所以降低成本。1.2 Zigbee 無線組網(wǎng)原理

在網(wǎng)絡(luò)層中，ZigBee 定義了3 種角色： 第一個是中央?yún)f(xié)調(diào)器(Coordinator)，負責(zé)建立網(wǎng)絡(luò)，以及分配網(wǎng)絡(luò)各個節(jié)點地置;第二個是路由器(Router)，主要負責(zé)查找網(wǎng)絡(luò)、建立以及修復(fù)數(shù)據(jù)的路由路徑，并負責(zé)轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)，路由器可以與協(xié)調(diào)器通信，也可以與終端節(jié)點進行通信，路由之間也可以進行通信;第三個是終端節(jié)點(FFD)，只能選擇加入已經(jīng)形成的網(wǎng)絡(luò)，可以與路由器進行收發(fā)數(shù)據(jù)信息，但不能轉(zhuǎn)發(fā)信息，不具備路由功能。通信圖解如圖1 所示。

圖1 通信圖解

工作原理：系統(tǒng)中每個終端節(jié)點或路由器分別控制一盞燈或多盞燈，每個節(jié)點會有單獨的網(wǎng)絡(luò)地址，手持控制終端通過無線模塊發(fā)送命令到協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器將收到的命令通過無線傳輸發(fā)送到各個節(jié)點。系統(tǒng)硬件設(shè)計

調(diào)光功能的實現(xiàn)方法可分為兩種：類比和脈沖寬度調(diào)變(PWM)。采用類比調(diào)光技術(shù)時，只需將白光 LED 的電流降至最大值的一半，就能讓屏幕亮度減少50%.這種方法的缺點是LED 光色會移動，且需要類比控制訊號，所以本系統(tǒng)采用PWM 調(diào)光技術(shù)。PWM 調(diào)光技術(shù)會提供完整電流給白光LED，但會減少電流負載周期，進而達成調(diào)光的要求，例如要將亮度減半，只需50%的負載周期提供完整電流。PWM 訊號頻率通常會超過100 Hz，確保這個脈沖電流不會被眼睛察覺，PWM 頻率的最大值需視電源供應(yīng)的啟動和反應(yīng)時間而定;為了得到最大彈性，同時讓整合更簡單，白光LED 驅(qū)動器最高應(yīng)能接受50 kHz 的PWM 頻率。

硬件系統(tǒng)是由LED 燈驅(qū)動模塊、LED 電源驅(qū)動模塊和Zigbee 無線傳輸模塊等組成。硬件電路邏輯框圖如圖2 所示。

圖2 硬件電路邏輯框圖。

LED 燈驅(qū)動部分采用PT4207 驅(qū)動芯片，PT4207 是一款高壓降壓式LED 驅(qū)動控制芯片，用于驅(qū)動一顆或多顆LED燈，其輸入電壓范圍為20~450 V，可以實現(xiàn)在85~265 VAC范圍內(nèi)穩(wěn)定可靠的工作，并保證系統(tǒng)的高效能。同時內(nèi)置的輸入電壓補償功能極大地改善了不同輸入電壓下LED 電流的穩(wěn)定性。PT4207 還具有負載短路保護、開路保護和過溫保護等功能。其專用調(diào)光管腳可直接接受PWM 脈沖調(diào)光，將PWM 信號加到DIM 腳。PWM 信號低電平要小于0.35 V，高電平在2.5~5 V 之間，為達到較好調(diào)光效果，PWM 信號脈沖頻率最好小于最低工作頻率的1%.簡單驅(qū)動原理圖如圖3 所示。

圖3 PT4207 的驅(qū)動原理圖。

Zigbee 無線通信模塊主要采用CC2530.CC2530 是用于2.4-GHz IEEE 802.15.4、ZigBee 和RF4CE 應(yīng)用的一個真正的片上系統(tǒng)(SoC)解決方案。它具有極高的接收靈敏度和抗干擾性能，能夠以非常低的總的材料成本建立強大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。CC2530 結(jié)合了領(lǐng)先的RF 收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強型8051 CPU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8-KB RAM 和許多其他強大的功能。CC2530 具有32/64/128/256KB 四種不同的閃存版本，本系統(tǒng)采用的是256KB 閃存。CC2530 具有不同的運行模式，使得它尤其適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng)，運行模式之間的轉(zhuǎn)換時間短進一步確保了低能源消耗。本系統(tǒng)是通過改變PWM 輸出進而改變燈光亮度，CC2530 的定時器1 是一個16 位定時器，具有定時器/PWM 功能。它有一個可編程的分頻器，一個16 位周期值，和五個各自可編程的計數(shù)器/捕獲通道，每個都有一個16 位比較值。一個16 位捕獲寄存器也用于記錄收到/發(fā)送一個幀開始界定符的精確時間，或傳輸結(jié)束的精確時間，還有一個16 位輸出比較寄存器可以在具體時間產(chǎn)生不同的選通命令(開始RX，開始TX，等等)到無線模塊。每個計數(shù)器捕獲通道可以用作一個PWM 輸出或捕獲輸入信號邊沿的時序。定時器2 是專門為支持IEEE802.15.4 MAC 或軟件中其他時槽的協(xié)議設(shè)計。定時器3 和定時器4 是8 位定時器，具有定時器/計數(shù)器/PWM 功能。系統(tǒng)軟件設(shè)計

軟件開發(fā)環(huán)境選擇IAR Embedded Workbench for MCS-51 7.51A 作為Zigbee 開發(fā)的IDE.在TI Z Stack 協(xié)議棧的基礎(chǔ)上，編寫了系統(tǒng)的應(yīng)用程序代碼，用VC 編寫上位機程序。

Z Stack 提供了豐富的調(diào)試函數(shù)調(diào)試接口。系統(tǒng)軟件主要包括協(xié)調(diào)器節(jié)點程序、路由器節(jié)點程序。協(xié)調(diào)器是第一級節(jié)點，負責(zé)組建網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)組建好后會分配節(jié)點ID 地址，協(xié)調(diào)器接收到手持控制終端發(fā)送的命令，發(fā)送控制命令到節(jié)點就可以實施相應(yīng)控制，如圖4 是協(xié)調(diào)器的工作流程圖。

圖4 協(xié)調(diào)器工作流程圖。

以下擴展到第2 級、第3 級甚至多級，只要在同一網(wǎng)絡(luò)就可以實施相應(yīng)控制，協(xié)調(diào)器接收命令同時將控制命令發(fā)送到路由器或者終端節(jié)點，如果直接發(fā)送命令給路由器，路由器就會執(zhí)行相應(yīng)命令，也可以通過路由器發(fā)送給終端節(jié)點，由終端節(jié)點執(zhí)行相應(yīng)命令。如圖5 是路由器(包含終端節(jié)點)工作流程圖。

圖5 路由器(包含終端節(jié)點)工作流程圖。功能實現(xiàn)

控制終端是一手持遙控器，遙控器內(nèi)設(shè)置了無線收發(fā)模塊，在組建網(wǎng)絡(luò)時將遙控器加入網(wǎng)絡(luò)，遙控器會自動識別每一節(jié)點的ID 地址，通過對節(jié)點發(fā)送命令實現(xiàn)控制?？梢詫蝹€燈進行亮度調(diào)節(jié)，即向單個節(jié)點發(fā)送控制命令，也可以將部分節(jié)點組建一個局域網(wǎng)絡(luò)存儲到遙控器中，對這個局域網(wǎng)絡(luò)發(fā)送命令就可以實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點的燈光控制。結(jié)論。

通過Zigbee 技術(shù)實現(xiàn)了對燈光的無線控制，解決了家庭內(nèi)部網(wǎng)布線復(fù)雜、擴展性差、價格高、功耗高和通信范圍存在盲區(qū)等問題，實現(xiàn)了家庭住宅或者辦公場所的無線通訊，所構(gòu)建控制系統(tǒng)具有低功耗、低成本，開發(fā)方便，易于擴展等特點，而且通過手持遙控器進行控制給人們帶來了便利。由于國家大力推行使用LED 節(jié)能照明燈，所以Zigbee 無線燈光控制方面具有廣闊的市場，同時可以進一步擴展到智能家居中對家用電器進行無線控制，甚至遠程無線控制。基于Zigbee 技術(shù)的各種優(yōu)點，其在物聯(lián)網(wǎng)上的發(fā)展空間會很大，尤其是學(xué)校的宿舍，教學(xué)樓，圖書館或者食堂。

第二篇：冷色和暖色led燈光

冷色和暖色：冷色和暖色沒有嚴(yán)格的界定，它是顏色與顏色之間對比相對而言的。如：同是黃顏色，一種發(fā)紅的黃看起來是暖顏色，而偏藍的黃色給人的感覺是冷色。以下是主要的冷色與暖色的區(qū)別。

暖色：紅紫、紅、橘、黃橘、黃。

冷色：藍綠、藍青、藍、藍紫。

中性色：紫、綠、黑、白、灰。

郵票設(shè)計 郵票圖稿設(shè)計不同于一般繪畫和其它美術(shù)創(chuàng)作，它有其自身的規(guī)律性，郵票設(shè)計藝術(shù)的特點表現(xiàn)在以下幾個方面:

第一，郵票屬于國家郵政部門發(fā)行的有價票券，政治性很強。它要求設(shè)計者一定要按照既定的主題進行創(chuàng)作，畫面構(gòu) 思必須明確表現(xiàn)主題的思想內(nèi)容。第二，郵票是一種知識性很強的小型藝術(shù)品，對某些主題形象的刻畫應(yīng)該把科學(xué)性和藝術(shù)性緊密結(jié)合起來。

第三，郵票藝術(shù)創(chuàng)作要具有民族風(fēng)格。

第四，設(shè)計人員必須懂得印刷工藝。

總之，郵票所表現(xiàn)的題材十分廣泛，設(shè)計人員必須具備廣博的知識、堅實的繪畫功底和良好的藝術(shù)修養(yǎng)。

顏色的比對

(對比方式)

同時對比

當(dāng)兩種或兩種以上色彩同時并放在一起，雙方都會把對方推向自己的補色。例如:同一明度的色彩，在白底上會顯得容易識別，而在黑色背景上卻顯得不容易突出。

連續(xù)對比

指不同時間的條件下，或者說在運動的過程中，不同顏色刺激之間的對比。

第三篇：基于ZigBee技術(shù)的開放性實驗室管理系統(tǒng)設(shè)計

基于ZigBee技術(shù)的開放性實驗室管理系統(tǒng)設(shè)計

【摘 要】本文基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合超高頻射頻識別（UHF RFID）技術(shù)設(shè)計出能夠通過互聯(lián)網(wǎng)進行遠距離監(jiān)控的開放性實驗室設(shè)備管理系統(tǒng)。系統(tǒng)將ZigBee網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)結(jié)合，使用RFID完成對實驗室現(xiàn)場的監(jiān)控，能夠?qū)嶒炇以O(shè)備進行全生命周期的跟蹤和定位，實現(xiàn)了對實驗室安全的自動化監(jiān)控，從而有效提高了開放性實驗室設(shè)備管理的效率和實驗室智能化管理水平，滿足實驗室設(shè)備管理和安全管理對實時性和便捷性的要求。

【關(guān)鍵詞】開放性實驗室；設(shè)備管理；Zigbee；RFID

Design of Open Laboratory Management System Based on Zigbee

YE Heng-xiao WANG Qing-quan HE Peng-fei XIANG Wei-kai

（Mechanical & Electrical Engineering College，Jiaxing University，Jiaxing Zhejiang 314001，China）

【Abstract】An open laboratory equipment management system is designed for remote monitoring via the Internet based on ZigBee wireless network，combined with UHF radio frequency identification（UHF RFID）technology.The system complete the automation of laboratory site monitoring and achieve tracking and positioning laboratory equipment in full life cycle.In practice，it is effectively improved that the equipment management efficiency and intelligent management level.The system meet laboratory equipment management and security management for real-time and convenience requirements.【Key words】Open laboratory；Equipment management；Zigbee；RFID

0 引言

近年來，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和綜合素質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，使學(xué)生科技活動大眾化、日?；以宏懤m(xù)建立了機械設(shè)計創(chuàng)新基地、電子信息創(chuàng)新實驗室等開放性實驗室，為學(xué)生自主開展科學(xué)研究和科技競賽活動提供了實驗室空間和資源。但與教學(xué)型實驗室相比，開放性實驗室的人員和設(shè)備流動性較大，開放時間長，增大了實驗室管理人員的設(shè)備管理工作量和安全監(jiān)管難度。因此，如何實現(xiàn)實驗室全方位開放和實驗室安全高效的管理已成為實驗室管理人員亟待解決的重要問題。在此背景下，本文基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合超高頻射頻識別（UHF RFID）技術(shù)設(shè)計出能夠通過互聯(lián)網(wǎng)進行遠距離監(jiān)控的開放性實驗室設(shè)備管理系統(tǒng)[12-14]。系統(tǒng)將ZigBee網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)結(jié)合，使用RFID完成對實驗室現(xiàn)場的監(jiān)控，能夠?qū)嶒炇以O(shè)備進行全生命周期的跟蹤和定位，實現(xiàn)了對實驗室安全的自動化監(jiān)控，從而有效提高了開放性實驗室設(shè)備管理的效率和實驗室智能化管理水平，滿足了實驗室設(shè)備管理和安全管理對實時性和便捷性的要求。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)由粘貼在設(shè)備上的電子標(biāo)簽、ZigBee終端節(jié)點（RFID讀寫器/閱讀器）、ZigBee路由節(jié)點、ZigBee協(xié)調(diào)器（ZigBee/Ethernet網(wǎng)關(guān)）、應(yīng)用管理服務(wù)器等幾部分組成[6]，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

電子標(biāo)簽采用超高頻無源射頻標(biāo)簽[15]，內(nèi)部貯存設(shè)備的編號、規(guī)格型號、維修記錄、存放地點、價格等相關(guān)信息。終端節(jié)點的超高頻RFID讀寫模塊讀取輻射范圍內(nèi)的電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)，經(jīng)由板載的ZigBee射頻模塊把RFID采集的設(shè)備信息發(fā)送給ZigBee網(wǎng)關(guān)//協(xié)調(diào)器。終端節(jié)點同時接收來自ZigBee協(xié)調(diào)器的控制信息并傳輸給RFID讀寫模塊。根據(jù)工作方式劃分，終端節(jié)點又可劃分為固定式RFID讀寫器和手持式RFID讀寫器兩類[5]。其中，固定式RFID讀寫器分布在各個實驗室入口處，主要負責(zé)設(shè)備出入定位，手持式RFID讀寫器用于日常設(shè)備巡檢和電子標(biāo)簽管理。ZigBee網(wǎng)關(guān)/協(xié)調(diào)器安裝于ZigBee無線傳感網(wǎng)和以太網(wǎng)之間，收集來自各終端節(jié)點的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳遞給以太網(wǎng)中的應(yīng)用管理服務(wù)器。通過網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)了ZigBee數(shù)據(jù)包和以太網(wǎng) TCP / IP數(shù)據(jù)包的透明傳輸，用戶無需訪問無線傳感網(wǎng)中的各個終端節(jié)點就可以收集相關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)。應(yīng)用管理服務(wù)器負責(zé)通過以太網(wǎng)接口接收來自ZigBee網(wǎng)關(guān)/協(xié)調(diào)器節(jié)點上傳輸來的設(shè)備數(shù)據(jù)，并保存在服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫中。同時服務(wù)器通過以太網(wǎng)向ZigBee網(wǎng)關(guān)/協(xié)調(diào)器節(jié)點發(fā)出用于控制RFID讀寫模塊的命令。另一方面，服務(wù)器提供局域網(wǎng)web服務(wù)，方便實驗室管理人員通過訪問服務(wù)器查看設(shè)備記錄數(shù)據(jù)庫[7]。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)硬件設(shè)計

系統(tǒng)硬件包括ZigBee網(wǎng)關(guān)/協(xié)調(diào)器、ZigBee路由節(jié)點、終端節(jié)點。

2.1 ZigBee網(wǎng)關(guān)/協(xié)調(diào)器設(shè)計

ZigBee網(wǎng)關(guān)/協(xié)調(diào)器由以下部件構(gòu)成：STM32F107VCT核心板、EMZ3118 ZigBee射頻通信板、擴展底板。核心板包括STM32F107VCT微控制器、復(fù)位電路、時鐘電路和調(diào)試電路等，構(gòu)成微控制器最小系統(tǒng)。EMZ3118射頻通信板實現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中協(xié)調(diào)器節(jié)點功能。EMZ3118是上海慶科公司生產(chǎn)的基于STM32W108的嵌入式ZigBee可編程應(yīng)用模塊，提供了ZigBee/IEEE802.15.4兼容的無線解決方案，其發(fā)射功率達到100mW，發(fā)射距離遠，信號穩(wěn)定，可滿足低成本的無線傳感網(wǎng)需求。采用該模塊降低了使用STM32W108芯片時硬件設(shè)計的難度。擴展底板上包含電源電路、以太網(wǎng)接口電路、液晶驅(qū)動電路、鍵盤接口等。

2.1.1 ZigBee通信接口結(jié)構(gòu)

EMZ3118整合了ZigBee射頻（RF）前端，帶有外部射頻功率放大器，最大傳輸功率輸出在-7～20dbm之間可編程，其視野范圍內(nèi)最大傳輸距離可達1.6km，RF數(shù)據(jù)速率250kb/s。模塊有36個輸出引腳，其中有24個GPIO輸出端口引腳，4個中斷端口引腳，6路12位A/D端口引腳，支持兩路串行接口（UART/SPI/I2C）。設(shè)計中EMZ3118模塊通過SPI接口與STM32F107VCT連接。模塊的外部功放是通過STM32F108W的4個引腳來控制，其中PA3口控制外部功放電源，PA6口控制外部功放使能，PC5控制模塊發(fā)射/接收操作模式，PA7控制輸出天線接口類型。

2.1.2 以太網(wǎng)接口電路

網(wǎng)關(guān)主控制器STM32F107VCT內(nèi)部已集成介質(zhì)訪問控制器（MAC），支持 10M/100M 的以太網(wǎng)通信，提供了MII和 RMII兩種接口模式。設(shè)計中主控芯片需要通過外部物理層接口芯片才能連接到物理層LAN總線。設(shè)計中使用DP83848VV，該芯片是TI公司生產(chǎn)的全功能低功耗10M/100M單端口物理層接口芯片。為了簡化設(shè)計，設(shè)計中主控芯片和DP83848VV間采用RMII接口模式，這樣RMII數(shù)據(jù)收發(fā)上比MII接口少了一倍的信號線。RMII接口模式下要求的50M總線時鐘則由外部有源晶振SM7745DEV提供。網(wǎng)關(guān)與外部以太網(wǎng)通信還需要 RJ-45 接口，設(shè)計中選用了漢仁公司的網(wǎng)絡(luò)變壓器HR911105A，該網(wǎng)絡(luò)變壓器集成了網(wǎng)絡(luò)變壓器和RJ-45接口，可滿足IEEE 802.3的電氣隔離要求，解決前端信號因衰減、損耗等原因引起的數(shù)據(jù)丟包、傳輸中斷等問題，從而有效保障了無失真?zhèn)鬏斠蕴W(wǎng)信號，并抑制輻射發(fā)射。

2.1.3 人機交互接口電路設(shè)計

人機接口包括4個通用彩色LED指示燈，帶選擇鍵的 4 向操作桿，通用按鍵、喚醒鍵和入侵檢測按鍵，帶觸摸屏的3.2“TFT 彩色 LCD 顯示屏。LCD 顯示屏采用AM-240320D4TOQW，內(nèi)置驅(qū)動器ILI9320，分辨率240（RGB）×320像素，可選SPI串行數(shù)據(jù)接口和18位RGB 并行數(shù)據(jù)接口。設(shè)計中數(shù)據(jù)接口采用SPI接口，觸摸屏的4位數(shù)據(jù)接口通過外部I/O 擴展芯片STMPE811連接。

2.2 ZigBee終端節(jié)點設(shè)計

ZigBee終端節(jié)點由主控制器、超高頻RFID讀寫單元、ZigBee射頻單元、液晶驅(qū)動、溫濕度傳感器、鍵盤、調(diào)試電路等組成。基于成本考慮，終端節(jié)點的主控制器采用STM32F103，而ZigBee射頻單元和人機交互電路與網(wǎng)關(guān)采用相同設(shè)計。設(shè)計中主控制器通過ZigBee無線接口接收服務(wù)器發(fā)送的指令并解析，實現(xiàn)對超高頻RFID讀寫單元的控制和操作，同時將超高頻RFID讀寫單元所采集的信息無線傳輸給服務(wù)器。因此，終端節(jié)點設(shè)計中超高頻RFID讀寫單元是設(shè)計中的重點和難點。

2.2.1 超高頻RFID射頻電路設(shè)計[8-9]

RFID射頻模塊采用超高頻RFID讀寫器專用芯片AS3993[3]。AS3993是奧地利微電子公司最新推出的EPC Class 1 Gen 2 RFID閱讀器芯片，實現(xiàn)了完備的RFID功能，可在普通模式下兼容ISO 18000-6C標(biāo)準(zhǔn)，在直接閱讀模式下兼容ISO 18000-6A/B標(biāo)準(zhǔn)。該芯片集成度高，集成了模擬前端和底層協(xié)議處理，內(nèi)置壓控震蕩器（VCO）和最大20dBm功率放大器，接收靈敏度達到90dB，支持跳頻、數(shù)據(jù)底層傳輸編解碼、數(shù)據(jù)組幀和循環(huán)冗余校驗，具有低功耗的特點，并且對由天線反射回波等引起的干擾具有免疫效果。這對本文中移動式巡檢器和固定式閱讀器的設(shè)計極其重要。因為在RFID讀寫器設(shè)計中，天線設(shè)計經(jīng)常遭受成本或尺寸限制。高靈敏度可使RFID讀寫器設(shè)計在達到自身要求的同時，可以使用更簡單和便宜的天線，從而降低了系統(tǒng)成本和設(shè)計難度。本文設(shè)計中把以AS3993為核心的閱讀器模擬前端設(shè)計成模塊，這樣模塊可以很方便的與控制器STM32F103通過SPI接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

2.2.2 傳感器電路設(shè)計

終端節(jié)點的溫濕度傳感器和光強傳感器用于檢測實驗室的環(huán)境參數(shù)。設(shè)計中溫濕度傳感器采用SHT11，其內(nèi)置14位AD，串行數(shù)字輸出，相對濕度精度達到±3RH，溫度測量精度±0.4℃，使用中采用I2C接口與控制器通訊。光強傳感器采用TAOS公司的TSL256x。TSL256x提供了I2C接口和中斷輸出接口，可編程設(shè)置光強度上下閥值，其模擬增益和數(shù)字輸出可程控控制，適用于實驗室光照控制和安全照明的應(yīng)用。ZigBee無線組網(wǎng)策略[11]

ZigBee有星型（Star）、樹型（Cluster Tree）和網(wǎng)狀（Mesh）三種組網(wǎng)方式。考慮到各個開放實驗室分布在同一樓層的不同房間，覆蓋面廣，并且距離相距較遠，需要ZigBee網(wǎng)絡(luò)能夠覆蓋整個樓層，并具有較遠的通信距離，同時要求ZigBee具有較高的可靠性和健壯性。綜合考慮三種組網(wǎng)方式的優(yōu)缺點，設(shè)計中采用網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)組網(wǎng)。各個安裝在實驗室出入口的固定式閱讀器的ZigBee節(jié)點全部作為全功能設(shè)備，與分布在實驗室內(nèi)的各路由節(jié)點組成的的網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)覆蓋了整個樓層，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性和覆蓋范圍，便于移動式巡檢器在整個樓層范圍內(nèi)的可靠有效工作。系統(tǒng)軟件設(shè)計

4.1 網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計

網(wǎng)關(guān)軟件采用uCOS-II嵌入式實時操作系統(tǒng)，主要包括系統(tǒng)和外圍模塊底層驅(qū)動、網(wǎng)關(guān)應(yīng)用層協(xié)議和應(yīng)用程序設(shè)計等部分。根據(jù)網(wǎng)關(guān)的功能需求，應(yīng)用程序劃分為系統(tǒng)驅(qū)動和控制任務(wù)、文件管理任務(wù)、人機交互任務(wù)、Zigbee組網(wǎng)任務(wù)、WSN通信交互任務(wù)、以太網(wǎng)通信交互任務(wù)、協(xié)議轉(zhuǎn)換任務(wù)等，由uCOS-II內(nèi)核統(tǒng)一調(diào)度管理。

4.2 終端節(jié)點軟件設(shè)計

第四篇：智能燈光無線控制器EC100-1功能簡介

智能燈光無線控制器EC100-1 功能簡介

◆智能自組網(wǎng)功能

1、采用自動組網(wǎng)功能；

2、網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)斷點不影響網(wǎng)絡(luò)，自行從新組建網(wǎng)絡(luò)；

3、可隨時增加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，既新增加燈桿進入網(wǎng)內(nèi)。

◆實時監(jiān)測燈使用情況

1、實時反饋燈的運行參數(shù)：電流、電壓、功率、使用壽命；

2、實時反饋故障燈的報警信息；

◆控制功能

1、無線手動控制

2、定時控制，可無線植入時間

3、光感控制，可根據(jù)實際情況更改滿意的光感系數(shù)

◆強大的開關(guān)控制功能

1、一個控制器內(nèi)置在一個燈桿內(nèi)，可精確到控制燈桿上的任意一個燈頭

2、可以對整個集中控制器下所有燈進行全控；

3、可以對集中控制器下燈進行自由分組，實現(xiàn)組控功能；

4、可以單獨對任意燈實現(xiàn)單燈控制功能；

5、可根據(jù)客戶實際情況，自行設(shè)置開關(guān)燈方式，只要您能想到的，系統(tǒng)基本都可實現(xiàn)。

◆靈活的定時控制策略

1、隨意設(shè)置開關(guān)時間，用時間控制任意想控制的燈

2、可以設(shè)置分時段對不同的組采用不同控制策略；

3、年內(nèi)節(jié)假日模式功能；

4、實用的周模式預(yù)設(shè)功能

5、時間控制不受網(wǎng)絡(luò)影響，即時服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題，每個燈均按預(yù)設(shè)成功的時間模式繼續(xù)運行?！舭踩芾?/p>

1、區(qū)分管理權(quán)限，限制使用功能；

2、數(shù)據(jù)文件實時查看、實時導(dǎo)出功能，備份數(shù)據(jù)庫功能；

◆植入地圖顯示

1、可自行植入地圖，直觀的在地圖上顯示燈的狀況；

2、燈的故障狀態(tài)及基本信息都在地圖上顯示；

◆適用類型：景觀燈、花園燈、照明燈、路燈

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聲明：本產(chǎn)品有北京紅億眾誠科技公司與北京易聯(lián)創(chuàng)安科技發(fā)展有限公司共同擁有

第五篇：DSP控制器原理及技術(shù)

西安郵電大學(xué)

DSP控制器原理及技術(shù)

院(系)名稱學(xué)生姓名專業(yè)班級名稱學(xué)號時間實驗報告

自動化學(xué)院

2014年6月

： ：：

： ： 課內(nèi)實驗

3.1 CCS入門

3.1.1 CCS 入門實驗 1（CCS 使用）3.1.1.1 實驗?zāi)康模?/p>

1.熟悉 CCS 集成開發(fā)環(huán)境，掌握工程的生成方法； 2.熟悉 SEED-DEC28335 實驗環(huán)境； 3.掌握 CCS 集成開發(fā)環(huán)境的調(diào)試方法。3.1.1.2 實驗內(nèi)容： 1.DSP 源文件的建立； 2.DSP 程序工程文件的建立；

3.學(xué)習(xí)使用 CCS 集成開發(fā)工具的調(diào)試工具。3.1.1.3 實驗背景知識： 3.1.1.3.1 CCS 簡介

CCS 提供了配置、建立、調(diào)試、跟蹤和分析程序的工具，它便于實時、嵌入式信號處理程序的編制和測試，它能夠加速開發(fā)進程，提高工作效率。CCS 提供了基本的代碼生成工具，它們具有一系列的調(diào)試、分析能力。CCS 支持如下所示的開發(fā)周期的所有階段。如下圖所示。

開發(fā)環(huán)境界面如下圖所示。

3.1.1.3.2 使用 CCS 常遇見文件簡介：

1.program.c: C 程序源文件 2.program.asm: 匯編程序源文件

3.filename.h: C 程序的頭文件，包含 DSP/BIOS API 模塊的頭文件 4.filename.lib: 庫文件 5.project.cmd: 連接命令文件

6.program.obj: 由源文件編譯或匯編而得的目標(biāo)文件

7.program.out: 經(jīng)完整的編譯、匯編以及連接后生成可執(zhí)行文件 8.program.map: 經(jīng)完整的編譯、匯編以及連接后生成空間分配文件 9.project.pjt: 存儲環(huán)境設(shè)置信息的工作區(qū)文件 保存配置文件時將產(chǎn)生下列文件： 1.programcfg.cmd: 連接器命令文件 2.programcfg.h54: 匯編頭文件 3.programcfg.s54: 匯編源文件 3.1.1.3.3 CCS 常用指令簡介 1.設(shè)置斷點。將光標(biāo)放置在需要設(shè)置斷點的程序行前，選擇 Debug→Breakpoints，即完成可 一個斷點的設(shè)置。

2.CCS 提供 3 種方法復(fù)位目標(biāo)板

1)Reset DSP： Debug →Reset D，初始化所有的寄存器內(nèi)容并暫停運行中的 程序。使用此命令后，要重新裝載.out 文件后，再執(zhí)行程序。

2)Restart： Debug → Restart，將 PC 值恢復(fù)到當(dāng)前載入程序的入口地址。3)Go main： Debug →Go main，將程序運行到主程序的入口處暫停。3.CCS 提供 4 種執(zhí)行操作

1)執(zhí)行執(zhí)行： Debug →Run，程序運行直到遇到斷點為止。2)暫停執(zhí)行： Debug →Halt，程序停止運行。

3)動畫執(zhí)行： Debug →Animate，用戶反復(fù)運行程序，直到遇到斷點為止。4)自由執(zhí)行： Debug →Run Free，禁止所有斷點運行程序。4.CCS 提供 4 種單步執(zhí)行操作

1)單步進入： 快捷鍵 F8，Debug →step into，當(dāng)調(diào)試語句不是基本的匯編指令時，此操作進入語句內(nèi)部。

2)單步執(zhí)行： Debug → step Over，此命令將函數(shù)或子函數(shù)當(dāng)作一條語句執(zhí)行，不進入內(nèi)部調(diào)試。

3)單步跳出： Debug →step Out，此命令作用為從子程序中跳出 4)執(zhí)行到光標(biāo)處： 快捷鍵 crtl+F10，Debug → Run to Cursor，此命令作用為將程序運行到光標(biāo)處。5.內(nèi)存、寄存器與變量的操作

1)查看變量： 使用 view →Watch Window 命令

2)查看寄存器： 使用 view →Registers →CPU Registers 命令 3)查看內(nèi)存： 使用 view →memory 命令 3.1.1.4 實驗準(zhǔn)備：

1.將 DSP 仿真器與計算機連接好；

2.將 DSP 仿真器的 JTAG 插頭與 SEED-DEC28335 單元的 J18 相連接； 3.啟動計算機，當(dāng)計算機啟動后，打開 SEED-DTK28335 的電源。觀察

SEED-DTK_MBoard 單元的＋5V，＋3.3V，＋15V，－15V 的電源指示燈燈及SEED-DEC28335 的電源指示燈 D2 是否均亮；若有不亮，請斷開電源，檢查電源。

4.CCS配置

（1）雙擊SETUP CCStudio3.3；

（2）在famlily中選擇C28XX,在platform中選擇SEEDXDS510PLUS；

（3）點擊左下角save&quit,進入CCS主調(diào)試界面。3.1.1.5 實驗步驟： 3.1.1.5.1 創(chuàng)建源文件 1.雙擊圖標(biāo)進入 CCS 環(huán)境。

2.打開 CCS 選擇 File →New →Source File 命令。

3.編寫源代碼并保存

4.保存源程序名為 math.c，選擇 File →Save

5.創(chuàng)建其他源程序（如.cmd）可重復(fù)上述步驟。3.1.1.5.2 創(chuàng)建工程文件

1.打開 CCS，點擊 Project-->New,創(chuàng)建一個新工程，其中工程名及路徑可任

指定。

彈出如下對話框：

2.在 Project 中填入工程名，Location 中輸入工程路徑；其余按照默認(rèn)選項，點擊完成即可完成工程創(chuàng)建；

3.點擊 Project 選擇 add files to project，添加工程所需文件；

4.在彈出的對話框中的下拉菜單中分別選擇.c 點擊打開，即可添加源程序Math.c添加到工程。

5.同樣的方法可以添加文件 math.cmd、rts.lib 到工程中；在下面窗口中可以看到math.c、math.cmd、rts.lib 文件已經(jīng)加到工程文件中。

3.1.1.5.3 設(shè)置編譯與連接選項

1.點擊 Project 選擇 Build Opitions；

2.在彈出的對話框中設(shè)置相應(yīng)的編譯參數(shù)，一般情況下，按默認(rèn)值就可以；

3.在彈出的對話框中選擇連接的參數(shù)設(shè)置，設(shè)置輸出文件名（可執(zhí)行文件與空間分配文件），堆棧的大小以及初始化的方式。

3.1.1.5.4 工程編譯與調(diào)試

1.點擊 Project →Build all，對工程進行編譯，如正確則生成 out 文件；若是修改程序，可以使用 Project →Build 命令，進行編譯連接，它只對修改部分做編譯連接工作?？晒?jié)省編譯與連接的時間。編譯通過，生成.out 文件；

2.點擊 File →load program，在彈出的對話框中載入 debug 文件夾下的.out 可執(zhí)行文件；

3.裝載完畢；

4.點擊 debug →Go Main 回到 C 程序的入口；

5.打開 File →Workspace →Save Workspace 保存調(diào)試環(huán)境，以便下次調(diào)試時不需要重新進行設(shè)置。只要 File →Workspace →Load Workspace 即可恢復(fù)當(dāng)前設(shè)置。

心得體會：通過本次實驗使我掌握了CCS實驗環(huán)境的使用以及相應(yīng)程序的內(nèi)容和使用并粗略掌握用C語言編寫DSP程序的方法。對本次實驗的程序有了全面的了解，并在CCS實驗環(huán)境下程序的編譯及編譯中出現(xiàn)的錯誤的排除錯誤，警告的處理方法。通過實驗，加深了我對DSP試驗箱的TMS320F2812主控板的了解同時懂得了如何使用DSP硬件仿真器。

通過本次實驗使我對于微機原理這么課更加熟悉，并且更進一步掌握了所學(xué)的知識，從而在實驗過程中發(fā)現(xiàn)自己對知識點的理解不足，以及新的領(lǐng)悟。收獲多多。