TI-CC2530 当无线射频控制网络遇上照明系统.doc

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1、TI-CC2530当无线射频控制网络遇上照明系统　　无线射频（RF）控制与照明能够达到绝佳的搭配效果。不须要用有线网络，通过小型便携式控制器，就能控制远程装置，相当具有吸引力。经过调查照明产业的整体需求，即可了解适合采用ZigBee网络提供的网状网络功能。针对某些应用而言，ZigBee能够满足现今大多数照明系统目前的需要，并且具有绝佳功能可因应未来需求。采用ZigBee家庭自动化及商业大楼自动化设定档更加简化实际操作，包括照明控制的标准化指令，使用这些设定文件的产品只需要最低程度的软件开发即可开发完成。　　对于其它类型的照明系统，虽然ZigBee堪用，但不一定是理想的选择。本文

2、将探讨三种典型的照明应用及其需求，解说ZigBee适合某种应用而其它替代解决方案适合其它应用的原因。　　　　具备射频路径变化能力　ZigBee可修复网络信号传输　　大多数人都在大型建筑中工作，其中有多排同款式照明灯并列并少有墙壁隔间，这些照明灯能够照亮大范围的开放式空间。照明系统大部分都会在工作时段内持续点亮10～12小时，到了夜间，少部分照明灯会持续点亮，以维护建筑物及内部设施的安全。　　图1显示控制大范围照明区域的一般ZigBee网络。在这个网络中，有三种不同的装置类型。这个网络是由协调装置所建立，并控制网络中的装置如何相互影响。由于协调装置能够最终控制整个网络，因此只会有

3、一组协调装置。另外，一旦建立网络，协调装置的作业即告完成，并且从系统中消失，而回复为路由器的功能。路由器单纯只在网络内传递信息，负责传递路由器下层装置之间的信息，而这些下层装置都是加入网络中的其它路由或终端装置。不属于路由器下层装置的信息则会在网络中接续传播至预定的接收装置。为了让装置正常运作，路由装置必须在另一个路由装置的射频范围内，并且持续监听网络内传递的新信息。　　　　终端装置是可关闭电源以节省耗电量的ZigBee节点。终端装置一般使用的长效电池供电装置，这些装置并不一定处于信息监看的接收模式，因此无法在ZigBee网络中作为路由器之用，而会成为路由器的下层装置，依赖路由

4、器传递及接收信息。在照明系统中，一般终端装置可以是照明亮度或状态侦测感应器，也可以是传统的电灯开关。请注意图1中的桌灯。即使这些装置是电灯控制器，也可以是终端装置。这些装置可成为路由器下层装置，同时仍然能够接收上层装置的照明指令。　　以图1中的网络为例，装置A是电灯开关，一旦将开关打开，信息便会传送至终端装置B，状态侦测感应器随即确认已发出“电灯打开”命令，此命令信息会接续传递至网络中所有的节点。　　图2显示信息如何在网络中接续传播而在第六次传输（也称为跃进）时由终端装置B接收。当然，此指令的主要目的是透过此信息开启位于各个路由器的电灯。　　　　网状网络并非只有信息传播这一项功

5、能而已。假设使用增加既有的照明网络或改变室内空间而阻碍节点之间的联机。　　图3显示加入大型暖气、通风、空气调节（HVAC）导管的照明系统。假设导管阻碍与导管相交节点间的射频通讯，图3显示其信号传播方式，即使路径缩减一半，两侧仍然能够在整个网络内传递信息，永久或暂时因应网络射频路径变化的能力，是ZigBee网络独有的修复功能。　　　　　　采星型网络拓扑　紧急照明达节能效果　　会议室或讲习室属于照明考虑的另一个不同层面。这些照明系统不需要在大范围照明区域内传播信息，因此实际的作法有所不同，只须要控制该室内空间的照明即可，不仅不须要控制该室内空间以外的照明，而且会成为外部控制器的射频

6、干扰源。　　图4显示会议室的照明系统，其中有多个天花板照明灯持续点亮。另外，这个房间的出口处设有紧急照明系统，这些照明灯也是持续点亮，如果发生紧急状况，在电力中断的情况下，系统会以低电量尽可能维持紧急照明，而且电源开关是可携式，耗电量相当低，一般会在1小时内与系统互动一两次。其中所有装置均在相互影响的范围内，因此只需要一个装置主动接收，其装置可轮询或进入睡眠状态。透过所有装置透过作用中节点进行通讯的星型网络拓扑，就能够完成此功能。如此的配置能够使电源开关及紧急照明达到显著的节能效果，而且睡眠中节点的响应时间会因为轮询周期而增加。另外，ZigBee也可用于此系统中，由丛集树状向网

7、络发出信标，以便睡眠中节点在定义的存取时间处理优先级信息，这使得ZigBee网络能够关闭下层装置的电源，同时定时检查警报或照明层级变更要求。　　　　　　长距离回报中断节点　照明系统采方向线性传输　　图5显示星型网络与传统网状网络均不适用的照明系统。其中信号需要长距离传输至能够回报电力中断的节点。不同于ZigBee在大范围的区域内传播信息，这里的信息须要朝适当的方向线性传输。　　图5显示停止作用的电灯。信息需要中继至集中装置传送给技术人员，这是透过其它电灯的一系列点对点信号，将信号从未运作的电