基于zigbee技术的led灯光控制器的设计及应用

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1、基于Zigbee技术的LED灯光控制器的设计及应用来源：维库电子市场网［导读］本设计主要是将Zigbee无线技术应用在LED照明工程中，解决了白炽灯耗电严重，使用寿命短的问题，同时解决照明工程中布线复杂、高功耗、资源浪费大、受距离限制、维护困难的问题。基于Zigbee技术具有短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度等优点，设计出基于Zigbee技术的智能家居LED灯光无线控制系统。关键词：PT4207ZigBccLED驱动本设计主要是将Zigbee无线技术应用在LED照明工程中，解决了白炽灯耗电严重，使用寿命

2、短的问题，同时解决照明工程中布线复杂、高功耗、资源浪费大、受距离限制、维护困难的问题。基于Zigbee技术具有短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度等优点，设计出基于Zigbeo技术的智能家居LED灯光无线控制系统。主要利用Zigbee无线自组网技术，实现了对LED灯的开关和亮度调节的无线控制，并且功能细致可以分为单个灯光控制和局域灯光控制。目前我国大力推行用LED灯取代白炽灯的政策，而且将在五年内实施完成，这一政策解决了照明耗电严重，使用寿命短的问题，此外，工程布线繁琐安装复杂，不易移动控制，能量消耗大、

3、施工周期长、后期维护困难等这些问题仍然需要解决，Zigbee技术的广泛应用给目前的问题提供了一种解决方式，并且对于家庭生活和办公楼宇而言达到了方便快捷的目的，对于综合管理人员达到高效安全目的。文中提出了一种Zigbee无线自组网技术与LED节能灯相结合的设计方案，实现对LED灯的亮度进行连续调节和远程控制的功能，详细的介绍了软硬件设计系统。1Zigbee无线技术Zigbee技术是一种应用于短距离范围内，低传输数据速率下的各种电子设备之间无线通信技术，是一组基于IEEE批准通过的802.15.4无线标准研制开发的，

4、这就确定了可以再不同制造商之间共享的应用纲要。Zigbee兼容的产品工作在2.4GHz这个全球通用的免费开放频段，这个频段提供了16个传输信道，每次通信都会自主选择一个最干净干扰最小的信道进行数据传输。在网络层方面，可以采用星形和网状拓扑，根据节点的不同功能,可分为中央协调器Coordinator,路由节点Router和终端节点FFD.在这3种拓扑结构中,在星型网络屮不易实现Zigbee的高级特色功能，即路由功能的，每个Zigbee设备只能和PANC直接通讯。网状网络是最复杂的，允许路由，而且路由的路径是自动计算

5、出來的最佳路径，而且网络建立后，任何一个设备失效，网络中的设备会重新计算路由的路径，使得不影响网络其他设备正常通讯。所以本系统采用的是树状网络结构，简单且易于实现功能。1.1Zigbee的优点与特性1）低功耗是Zigbee技术最具优势的地方。在通信状态，Zigbee终端耗电在儿十毫瓦左右，在省电模式下，耗电仅仅几十『V,相当有一节干电池可以工作近一年。2)可靠性：采用避免碰撞机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免发送数据吋产生冲突；节点模块之间具有自动动态组网的功能，传递的信息在整个Zigbee网

6、络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。2)网络容量大：在同一个WPA7上，可以存在65536个ZigBee装置，彼此可通过多重跳点的方式传递信息，而且具有无线网络自愈功能。3)有效范围大：有效范围在10~75m之间，如果前置功放可以达到1000m的通信距离。4)成本低：Zigbee数据传输速率低，协议简单且免收专利费，所以降低成本。1.2Zigbee无线组网原理在网络层中，ZigBee定义了3种角色：第一个是中央协调器(Coordinator),负责建立网络，以及分配网络各个节点地置；第二个

7、是路由器(Router),主要负责查找网络、建立以及修复数据的路由路径，并负责转送数据，路由器可以与协调器通信，也可以与终端节点进行通信，路由之间也可以进行通信；第三个是终端节点(FFD),只能选择加入已经形成的网络，可以与路由器进行收发数据信息，但不能转发信息，不具备路由功能。通信图解如图1所示。图1通信图解工作原理：系统中每个终端节点或路由器分别控制一盏灯或多盏灯，每个节点会有单独的网络地址，手持控制终端通过无线模块发送命令到协调器，协调器将收到的命令通过无线传输发送到各个节点。2系统硬件设计调光功能的实现方

8、法可分为两种：类比和脉冲宽度调变(PWM)。采用类比调光技术时，只需将白光LED的电流降至最大值的一半，就能让屏幕亮度减少50%.这种方法的缺点是LED光色会移动，且需要类比控制讯号，所以本系统采用PWM调光技术。PWM调光技术会提供完整电流给白光LED,但会减少电流负载周期，进而达成调光的要求，例如要将亮度减半，只需50%的负载周期提供完整电流。讯号频率通常会超过100