基于Zigbee的LED智能照明系统设计.pdf

照明工程学报Ａｕｇ．２０１１
第２２卷第４期ＺＨＡ０ＭＩＮＧＧ０ＮＧＣＨＥＮＧＸＵＥＢＡ０Ｖ０１．２２ＮＯ．４

基于Ｚｉｇｂｅｅ的ＬＥＤ智能照明系统设计

殷骏王巍

（１．天津工业大学，信息与通信工程学院，天津３００１６０；２．天津工业大学，电气工程与自动化学院，天津３００１６０）

摘要：本文介绍了一种利用Ｚｉｇｂｅｅ无线网络技术芯片ＣＣ２４８０配合ＳＴＲ９１１ＡＲＭ芯片实现无线传输的方法，阐述
了系统的软、硬件设计。系统可以实现普通ＰＷＭ调光、定时调光和自适应调光等多种功能模式，达到使照明系统
更加智能和节能的设计目的。
关键词：智能照明；Ｚｉｇｂｅｅ；ＣＣ２４８０；ＬＥＤ；ＡＲＭ

ＴｈｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｙｓｔｅｍｆｏｒＬＥＤＬｉｇｈｔｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＺｉｇｂｅｅ

ＹｉｎＪｕｎＷａｎｇＷｅｉ

（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ＆ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｉａｎｊｉｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１６０；
２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＴｉａｎｊｉｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｆｉｎ３００１６０）

Ａｂｓｔｒａｃｔ

ＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓａｗａｙｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＺｉｇｂｅｅｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋｃｈｉｐ—ｃｃ２４８０ａｎｄ

ＳＴＲ９１１ＡＲＭ，ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｈａｒｄｗａｒｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．ＳｙｓｔｅｍｃａｎａｃｈｉｅｖｅｎｏｒｍａｌＰＷＭｄｉｍｍｉｎｇ，ｔｉｍｉｎｇ

ｄｉｍｍｉｎｇ，ａｄａｐｔｉｖｅｄｉｍｍｉｎｇａｎｄｏｔｈｅｒｆｅａｔｕｒｅｓｍｏｄｅ１．Ｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｌｉｇｈｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｃａｎｂｅｍｏｒｅ

ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ，ａｎｄｔｈｅｐｏｗｅｒｉｓｓａｖｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ；Ｚｉｇｂｅｅ；ＣＣ２４８０；ＬＥＤ；ＡＲＭ

１引言２系统总体设计方案

随着电子信息产业的高速发展，在促进节能环２．１Ｚｉｇｂｅｅ技术
保，发展“低碳经济”领域的作用也日趋明显。Ｚｉｇｂｅｅ技术的基础是ＩＥＥＥ８０２．１５．４，根据
Ｚｉｇｂｅｅ作为一种新兴的短距离无线通信技术，以其Ｚｉｇｂｅｅ技术协议的内容，可以将其分为５层，ＩＥＥＥ
低成本、低功耗、高可靠性等特点，在环境监测、８０２．１５．４定义了Ｚｉｇｂｅｅ的ＰＨＹ层和ＭＡＣ层，
智能家居、工业控制等领域得到广泛应用。而ＬＥＤＺｉｇｂｅｅ联盟自己制定了ＮＷＫ层和安全层，应用层
作为对传统照明的替代，其利环保、高寿命、易控的开发应用根据用户的应用需要，对其进行开发利
制的优势不言而喻。基于Ｚｉｇｂｅｅ的ＬＥＤ智能照明控用，因此该技术能够为用户提供机动、灵活的组网
制系统是将Ｚｉｇｂｅｅ在短距离无线传输的优势，与方式。
ＬＥＤ照明相结合。具有安全，智能，便于控制的同根据ＩＥＥＥ８０２．１５．４协议标准，Ｚｉｇｂｅｅ的工作
时，也具有走线、维护的工程便利性，更加体现了频段分为３个频段，分别为８６８ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ或
节能环保。２．４ＧＨｚ，其中２．４ＧＨｚ频段上分为１６个信道，该频

基金项目：天津市科技型中小企业技术创新资金（０９ＺＸＣＸＧＸ２４１００）
７６照明工程学报２０１１年８月

段为全球通用的工业、科学、医学频段，该频段为传感器模块：本系统中应用了两个传感器。
免付费、免申请的无线电频段，在该频段上，数据光电传感器的核心器件是光敏电阻。当外界光
传输速率为２５０Ｋｂ／ｓ；２．４ＧＨｚ无线电使用ＤＳＳＳ和亮越大，电阻越小；反之，阻值增大。温度传感器，
偏移正交相移键控（Ｏ—ＱＰＳＫ）。采用的是ＴＩ公司的ＴＭＰ２７５，其在＋１０℃至＋８５℃
２．２系统总体图范围内的精确度为＋／一０．５℃（最大值），０￣Ｃ至＋
本系统由两部分组成，分别为发送模块（协调ｌＯＯＴ：范围内的精确度为＋／一０．７５（最大值）。其
器）和接收模块（路由器）部分。发送模块主要由双线串行接口可与Ｉ２Ｃ或ＳＭＢｕｓ相兼容。二者分别
主控芯片ＳＴＲ９Ｉ１ＡＲＭ、射频发射系统以及一个显负责采集外环境的温度和亮度数据。当主处理器接
示屏组成，接收部分在前者基础上增加了传感器和收到这些数据后，产生相应占空比不同的脉冲宽度
ＬＥＤ照明终端。图１为照明系统总体框图。调制信号。
３．４驱动模块
驱动电路采用ＬＭ３４０７作为主芯片。它将脉冲
宽度调制信号转换为电流信号驱动ＬＥＤ灯具。
ＬＭ３４０７集成了Ｎ沟道功率ＭＯＳ场效应管的脉冲宽
度调制的浮动式降压转换器，其设计