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建筑电气 基于ZigBee的无线照明系统的设计 裴丽群，陈洪亮 (上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200240) [摘要]介绍了以ZigBee芯片JennicJN5121为核心组建的无线照明系统网络。重点阐述该网络的系统结构， 微型节点的硬件实现，自组织组网和系统工作流程。 JN5121无线照明调光器 关键词ZigBee 0引言 ZigBee是一种近年来才兴起的无线网络通信技术标 准，成本低，功耗低是其突出优势。 ZigBee无线照明方案基于802．15．4标准协议充分 利用其布网和建网灵活的特点，并且通过ZigBee联盟 的无线灯光控制规范，从而保证今后各厂商的产品能够 互联互通。通过ZigBee网络协调器用户可以在任何时 候添加删除无线照明设备，任意组合各类控制器和照明 设备的关系，最大限度的展现无线控制的特色和优点。 图1ZigBee无线照明系统方案图 周期。 1无线照明网络的系统方案设计 作为子节点调光器主体回路采用双向可控硅控制， 硬件回路如图2，通过JN5121的IO端口输出固定的交 针对ZigBee联盟制定的标准灯光控制规范，Zig— Bee灯光定义了灯光开关、调光器、感测设备的规范， 流频率的矩形波。波形的零点检测通过ANl输入MCU 以保证各个厂商相同产品间的混用和互换。原则上说， 的模拟比较器正极(图3)，图中RED端输入的是调光器 灯光开关，调光器、遥控器、感测器都能够成为网络的 经过调光之后的正弦波，此电压波形相对GDN具有 1．65V的偏移量，因此经过电路整合输出的是0-1．65V 协调器和路由器。本文以遥控器作为网络协调器coordi— devices。 nator，灯光开关作为Router，调光器作为End 一半分压为负极作为比较，从而正确的检测出交流的零 调光器可以以交流电源供电，作为Enddevice可以大大 点值。根据当前调光器的状态延迟相应的时间在图2中 减少ZigBee方案对于低功耗的较高要求。本文设计的 ZF处输出正电压，从而完成每个周期波形的跟踪控制。 调光器终端可以实现大功率1000W的20级调光，导通 角可以达到90％以上，而且很少发热。 图4为电源电路主体示意图，该电路通过基准3．3V 稳压管产生3．3V电压，中间通过充电电流放大电路加 如图1为一完整的ZigBee无线照明系统方案设计 速充电时间，并且左边主体部分通过采用15V的限压作 图。Coordinator可以通过串口或者TcP／IP和远程电脑 用，缓解Q5的两端电压压降，从而减少其发热过量的 通讯，完成楼宇照明监控。Router作为灯光开关采集 问题。 coordinator的控制信号继而控制各个调光器的调光状 态，或者将各个开关灯的信号反馈给coordinator。从而 3无线照明网络的组网流程及软件实现 组成一个实时监控的无线照明网络继而成为整个楼宇控 制和家居网络的一部分。