基于zigbee的遠(yuǎn)程燈光控制系統(tǒng)

1、-. z.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課程大作業(yè)報告基于zigbee的遠(yuǎn)程燈光控制系統(tǒng)姓 名：學(xué) 院： 電氣與信息工程學(xué)院 專業(yè)班級： 物聯(lián)網(wǎng)工程 學(xué) 號：指導(dǎo)教師：成 績：*科技學(xué)院二零一五年十二月-. z.摘 要二十一世紀(jì)，遠(yuǎn)程控制的需求越來越大，本實(shí)驗(yàn)是關(guān)于基于zigbee網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程燈光控制系統(tǒng)的相關(guān)研究。是通過PC連接協(xié)調(diào)器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制不少于3個終端節(jié)點(diǎn)上的LED燈的熄滅。本實(shí)驗(yàn)較全面的實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程燈光控制的功能，即采用一塊協(xié)調(diào)器，三個路由器，在此設(shè)備上實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)。協(xié)調(diào)器實(shí)現(xiàn)了PC與路由器之間的連接功能，用作信號的發(fā)射和承受；三個路由器分成兩個組，第一個組內(nèi)有兩個節(jié)點(diǎn)，第二個組內(nèi)有一個節(jié)點(diǎn)。根本功能包括

2、：PC端可以設(shè)置終端節(jié)點(diǎn)上LED的閃爍周期；終端節(jié)點(diǎn)分為兩組，PC端可以分別控制每組終端節(jié)點(diǎn)上LED的熄滅；PC可以設(shè)置兩組LED閃爍的周期；PC上可以查詢終端節(jié)點(diǎn)上LED的狀態(tài)。報告后面詳細(xì)介紹了整個控制系統(tǒng)的功能和控制策略，軟件程序設(shè)計包括LED燈初始化、協(xié)議棧初始化，串口通訊等。最后，在模擬實(shí)際環(huán)境下，測試可行性與性能。實(shí)驗(yàn)證明，采用Zigbee能實(shí)現(xiàn)無線遠(yuǎn)程控制燈的亮滅。關(guān)鍵詞：Zigbee 遠(yuǎn)程控制 LED燈 CC2530目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc4384775811 設(shè)計內(nèi)容和要求 PAGEREF _Toc438477581 h 1HY

3、PERLINK l _Toc4384775821.1課題任務(wù) PAGEREF _Toc438477582 h 1HYPERLINK l _Toc4384775831.2課題要求 PAGEREF _Toc438477583 h 1HYPERLINK l _Toc4384775841.2.1 PC端設(shè)置LED閃爍周期 PAGEREF _Toc438477584 h 1HYPERLINK l _Toc4384775851.2.2 終端節(jié)點(diǎn)分為兩組且PC端分別控制 PAGEREF _Toc438477585 h 1HYPERLINK l _Toc4384775861.2.3 PC設(shè)置兩組LED閃爍周期

4、 PAGEREF _Toc438477586 h 1HYPERLINK l _Toc4384775871.2.4 PC查詢LED的狀態(tài) PAGEREF _Toc438477587 h 1HYPERLINK l _Toc4384775882 總體設(shè)計思路 PAGEREF _Toc438477588 h 2HYPERLINK l _Toc4384775892.1 系統(tǒng)功能 PAGEREF _Toc438477589 h 2HYPERLINK l _Toc4384775902.2 模塊關(guān)系 PAGEREF _Toc438477590 h 2HYPERLINK l _Toc4384775912.3 程

5、序框圖 PAGEREF _Toc438477591 h 2HYPERLINK l _Toc4384775923功能模塊圖 PAGEREF _Toc438477592 h 4HYPERLINK l _Toc4384775933.1 功能模塊圖 PAGEREF _Toc438477593 h 4HYPERLINK l _Toc4384775943.2 各模塊實(shí)現(xiàn)的功能 PAGEREF _Toc438477594 h 4HYPERLINK l _Toc4384775953.2.1 PC端設(shè)置LED閃爍周期代碼 PAGEREF _Toc438477595 h 4HYPERLINK l _Toc4384

6、77596終端節(jié)點(diǎn)分為兩組且PC端分別控制代碼 PAGEREF _Toc438477596 h 5HYPERLINK l _Toc4384775973.2.3 PC設(shè)置兩組LED閃爍周期實(shí)驗(yàn)局部代碼 PAGEREF _Toc438477597 h 6HYPERLINK l _Toc4384775983.2.4 PC查詢LED的狀態(tài)局部實(shí)驗(yàn)代碼 PAGEREF _Toc438477598 h 6HYPERLINK l _Toc4384775994 系統(tǒng)調(diào)試及測試 PAGEREF _Toc438477599 h 8HYPERLINK l _Toc4384776004.1 PC端設(shè)置LED閃爍周期實(shí)

7、驗(yàn)結(jié)果顯示 PAGEREF _Toc438477600 h 8HYPERLINK l _Toc4384776014.2 終端節(jié)點(diǎn)分為兩組且PC端分別控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示 PAGEREF _Toc438477601 h 8HYPERLINK l _Toc4384776024.3 PC設(shè)置兩組LED閃爍周期實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示 PAGEREF _Toc438477602 h 9HYPERLINK l _Toc4384776034.4 PC查詢LED的狀態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示 PAGEREF _Toc438477603 h 9HYPERLINK l _Toc4384776045 總結(jié) PAGEREF _Toc43847

8、7604 h 10HYPERLINK l _Toc4384776056致謝 PAGEREF _Toc438477605 h 11HYPERLINK l _Toc4384776067 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc438477606 h 12-. z.1 設(shè)計內(nèi)容和要求課題任務(wù)本系統(tǒng)是基于zigbee網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程燈光控制系統(tǒng)，PC連接協(xié)調(diào)器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制不少于3個終端節(jié)點(diǎn)上的LED燈的熄滅。 課題要求1.2.1 PC端設(shè)置LED閃爍周期PC端通過播送的方式控制參加了該協(xié)調(diào)器的所有路由器的燈的閃爍周期，且閃爍周期可以設(shè)置為1s、2s、3s。1.2.2 終端節(jié)點(diǎn)分為兩組且PC端分別控制將路由器分成兩

9、個組，組名分別為Group1和Group2，組號分別為0*0001和0*0002,。Group1有兩個路由器節(jié)點(diǎn)，第一個節(jié)點(diǎn)稱為G1D1，第二個節(jié)點(diǎn)稱為G1D2；Group2有一個路由器節(jié)點(diǎn)，稱為G2D1。PC端可以通過組播的方式控制每一組的終端節(jié)點(diǎn)的亮滅，且可單獨(dú)控制每一個節(jié)點(diǎn)的亮滅。1.2.3 PC設(shè)置兩組LED閃爍周期PC端通過組播的方式分別控制Group1和Group2閃爍周期，周期時間分別為1s、2s、3s。1.2.4 PC查詢LED的狀態(tài)PC端查詢各個路由器節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的LED的狀態(tài)，狀態(tài)主要有亮ON、滅OF、閃爍FL。-. z.2 總體設(shè)計思路2.1 系統(tǒng)功能該系統(tǒng)的功能主要有：在P

10、C上通過串口輸入控制指令控制LED燈的亮滅。路由器節(jié)點(diǎn)分為兩組，PC端可以分別控制每組終端節(jié)點(diǎn)上LED的熄滅。在PC上通過串口輸入指令可以分組的設(shè)置兩組LED閃爍的周期。在PC上通過串口輸入指令查詢終端節(jié)點(diǎn)上LED的狀態(tài)。2.2 模塊關(guān)系Group1Group1PC機(jī)RS232CoordinatorZigBee網(wǎng)絡(luò)Group2G2D1G1D1G1D2圖 2.1 模塊關(guān)系圖2.3 程序框圖向協(xié)調(diào)器發(fā)送數(shù)據(jù)向協(xié)調(diào)器發(fā)送數(shù)據(jù)開場參加網(wǎng)絡(luò)建立網(wǎng)絡(luò)燈的狀態(tài)發(fā)生變化串口發(fā)送發(fā)送數(shù)據(jù)開場收到節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)收到協(xié)調(diào)器數(shù)據(jù)NYYN協(xié)調(diào)器程序框圖路由器器程序框圖圖 2.2 程序流程圖3功能模塊圖3.1 功能模塊圖PC

11、發(fā)送命令PC發(fā)送命令 控制亮滅 查詢狀態(tài) 控制周期終端判斷終端判斷終端判斷終端判斷終端判斷G*ON/OFG*D*ON/OFC*G*D*GR*F*SFREQ*S控制*組燈亮滅控制*個組的燈閃爍的周期單個控制燈的亮滅返回終端節(jié)點(diǎn)狀態(tài)給串口控制所有燈的閃爍周期組播單播播送組播播送圖 3.1功能模塊圖3.2 各模塊實(shí)現(xiàn)的功能3.2.1 PC端設(shè)置LED閃爍周期代碼PC端通過播送的方式控制參加了該協(xié)調(diào)器的所有路由器的燈的閃爍周期，且閃爍周期可以設(shè)置為1s、2s、3s。osal_memcpy(buf,pkt-cmd.Data,osal_strlen(G1D2ON)+1); HalLcdWriteStrin

12、g(buf, HAL_LCD_LINE_4); if(osal_memcmp(buf,FREQ1S,osal_strlen(FREQ1S)+1) a=2; HalLedBlink(HAL_LED_2,0,50,1000) ; if(osal_memcmp(buf,FREQ2S,osal_strlen(FREQ2S)+1) a=2; HalLedBlink(HAL_LED_2,0,50,2000) ; if(osal_memcmp(buf,FREQ3S,osal_strlen(FREQ3S)+1) a=2; HalLedBlink(HAL_LED_2,0,50,3000) ; 3.2.2終端節(jié)點(diǎn)

13、分為兩組且PC端分別控制代碼將路由器分成兩個組，組名分別為Group1和Group2，組號分別為0*0001和0*0002,。Group1有兩個路由器節(jié)點(diǎn)，第一個節(jié)點(diǎn)稱為G1D1，第二個節(jié)點(diǎn)稱為G1D2；Group2有一個路由器節(jié)點(diǎn)，稱為G2D1。PC端可以通過組播的方式控制每一組的終端節(jié)點(diǎn)的亮滅，且可單獨(dú)控制每一個節(jié)點(diǎn)的亮滅。/為第一組設(shè)置初始值 GenericApp_Group.ID = 0*0001; GenericApp_G0 = 6; osal_memcpy(&(GenericApp_G1), Group1, 6);/為第二組設(shè)置初始值 Gener

14、icApp_Group1.ID = 0*0002; GenericApp_G0 = 6; osal_memcpy(&(GenericApp_G1), Group2, 6);/控制組1節(jié)點(diǎn)1的亮滅 osal_memcpy(buf,pkt-cmd.Data,osal_strlen(G1D1ON)+1); HalLcdWriteString(buf, HAL_LCD_LINE_4); if(osal_memcmp(buf,G1D1ON,osal_strlen(G1D1ON)+1) a=0; HalLedBlink(HAL_LED_2,0,100,1000) ;

15、 if(osal_memcmp(buf,G1D1OF,osal_strlen(G1D1OF)+1) a=1; HalLedBlink(HAL_LED_2,0,0,1000) ; 3.2.3 PC設(shè)置兩組LED閃爍周期實(shí)驗(yàn)局部代碼/控制組1的周期 if(osal_memcmp(buf,GR1F1S,osal_strlen(GR1F1S)+1) a=2; HalLedBlink(HAL_LED_2,0,0,1000) ; if(osal_memcmp(buf,GR1F2S,osal_strlen(GR1F2S)+1) a=2; HalLedBlink(HAL_LED_2,0,0,2000) ; i

16、f(osal_memcmp(buf,GR1F3S,osal_strlen(GR1F3S)+1) a=2; HalLedBlink(HAL_LED_2,0,0,3000) ; 3.2.4 PC查詢LED的狀態(tài)局部實(shí)驗(yàn)代碼為實(shí)現(xiàn)查詢功能，需要在每個路由器節(jié)點(diǎn)的編程里參加下面代碼，不同組不同節(jié)點(diǎn)的名字不同。 if(osal_memcmp(buf,C*G1D1,osal_strlen(C*G1D1)+1) GenericApp_SendTheMessage(); 協(xié)調(diào)器實(shí)現(xiàn)查詢狀態(tài)局部代碼： if(osal_memcmp(uartbuf, C*G1D1, 6) HalUARTWrite(0, uart

17、buf, 6); GenericApp_SendTheMessageC*11(); osal_start_timerE*(GenericApp_TaskID,SEND_TO_ALL_EVENT,5000); if(osal_memcmp(uartbuf, C*G1D2, 6) HalUARTWrite(0, uartbuf, 6); GenericApp_SendTheMessageC*12(); osal_start_timerE*(GenericApp_TaskID,SEND_TO_ALL_EVENT,5000); if(osal_memcmp(uartbuf, C*G2D1, 6) Ha

18、lUARTWrite(0, uartbuf, 6); GenericApp_SendTheMessageC*21(); osal_start_timerE*(GenericApp_TaskID,SEND_TO_ALL_EVENT,5000); 4 系統(tǒng)調(diào)試及測試4.1 PC端設(shè)置LED閃爍周期實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示PC端通過串口發(fā)送FREQ1S、FREQ2S、FREQ3S狀態(tài)的指令播送給各個路由器節(jié)點(diǎn)，然后所有的路由器節(jié)點(diǎn)的閃爍周期都一樣。周期可以設(shè)置為1s、2s和3s。4.2 終端節(jié)點(diǎn)分為兩組且PC端分別控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示PC端通過串口發(fā)送指令，組播給組號為0*0001的組，使第一組的燈亮，此時第二個組

19、的燈是熄滅狀態(tài)。同理，PC通過串口發(fā)送指令給組號為0*0002的組，此時第二個組的燈是亮。4.3 PC設(shè)置兩組LED閃爍周期實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示4.4 PC查詢LED的狀態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示PC端通過串口發(fā)送查詢G1D1狀態(tài)的指令。此時串口返回G1D1的狀態(tài)，每個燈的狀態(tài)有三種，分別是FL閃、OF滅、ON亮5 總結(jié)在本次的實(shí)驗(yàn)中我對于ZigbBee有了更加深入的理解和穩(wěn)固，從剛開場覺得ZigBee很難，然而后面真的去認(rèn)真去做了之后才發(fā)現(xiàn)，其實(shí)也沒有想象之中的則困難，前面的不過是一些聲明以及初始化，其實(shí)我們真正涉及到的內(nèi)容不會很多。就像現(xiàn)在我做完實(shí)驗(yàn)再對它進(jìn)展了解后，需要我們完成的也就則幾點(diǎn)。所以實(shí)驗(yàn)課上學(xué)到的東西很重要，這對后面的實(shí)驗(yàn)有著莫大的好處和很好的理解。我差不多是后面一個多月才開場認(rèn)真去實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，前面半期的理論知識聽著是感覺很枯燥乏味。后面才發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)并不難，只是我前面并不用心去學(xué)習(xí)，在內(nèi)心里就給自己設(shè)了一道坎。我感謝周教師對我們的悉心指導(dǎo)，五個小實(shí)驗(yàn)，一個大作業(yè)，每個同學(xué)每個實(shí)驗(yàn)他都要嚴(yán)格的把關(guān)，讓我們?nèi)マq論。周教師，辛苦了！6致謝在為期一學(xué)期的對ZigBee的學(xué)習(xí)即將完畢，衷心的