基于ZIGBEE无线传感网络的灯光控制智能管理设计与实现

张侃

摘要：随着无线传感网络技术的不断发展，为了满足传统串口设备方便快速连接网络实现远程无线控制，本文设计一种基于RT5350嵌入式平台，利用Zighee远程通信技术实现Android智能手机无线控制灯光照明。系统由RT5350嵌入式网关设备、基于CC2530芯片的远程通信节点以及灯光控制模块组成。实验结果表明：该系统操作方便和可靠性强，低功耗，成本低的优点，具有一定的应用前景。

关键词：RT5350;Zigbee;Android;灯光

1 引言（INTRODUCTION）

随着物联网产业的快速发展，智能手机的不断普及，目前工业和民用的很多串口设备需要接人网络，以便通过智能手机对串口设备实现高效率的信息交互，然而传统方式的构建比较复杂，具有施工成本高、不易扩展，本文提出一种基于RT5350嵌入式的平台和Zig-bee无线通信技术对灯光照明进行无线控制的设计方案，通过基于RT5350嵌入式网关模块和Android智能手机的无线通信，结合Zigbee无线通信，可以实现对灯光模块的无线控制功能。

2 总体设计（overall design）

为了提高传统的灯光控制系统灵活性和可扩展性，使灯光照明控制系统更加模块化，本系统以RT5350嵌入式网关模块核心，将无线WIFI与串口融合起来，一旦接人网络，极大地拓宽了串口功能，具备了WIFI与串口之间透传的无线通信功能。

系统中RT5350嵌入式网关模块，首先通过WIFI方式与Android智能手机进行数据通信，建立连接，通过串口方式与Zigbee协调器保持数据通信。当Zigbee协调器节点建立通信网络成功后，协调器节点和终端通信节点可以相互无线通信，实现有效的数据传输功能。保证了Android智能手机将灯光照明的控制命令先由WIFI方式发送至RT5350嵌入式网关，然后通过RT5350芯片硬件所支持的WIFI至串口之间的透传功能，将收到的数据通过串口传输协调器节点，并最终通过 ZIgbee无线通信方式实现对灯光模块的控制。系统的结构如图1所示。

3 系统的硬件设计（The hardware design of thesystem）

网关硬件组成主要包括RT5350的SOC芯片、WIFI收发模块、串口收发器模块、电源和外部存储器，其中RT5350 SOC是Ralink雷凌公司最新推出的一款集无线射频传输与嵌入式控制于一体的高科技WIFI应用芯片，它是基于通用串行接口，内置TCp/1P协议栈，能够实现用户串口与无线网之间的转换。串口收发器模块和Zigbee协调器节点通过RS232串口相连，实现串口通信。

4 系统测试（System testing）

为了验证智能手机能够正常控制灯光照明模块，首先在智能手机客户端安装网络调试助手APP，然后将RT5350网关模块加电启动，协调器节点创建网络，由RT5350网关模块通过RS232串口Zigbee协调器无线发送数据请求，与带有灯光控制模块的Zigbee终端节点进行通讯，最后客户端连接WIFI，发送控制命令至终端节点，终端节点接收“01”、“11”字符串的命令，无线控制开/关灯光设备。通过测试，功能一切正常。Zigbee通信程序流程如图2所示。

5 结束語（Conclusion）

文中基于RT5350嵌入式平台，研究ZigBee无线传感网络与嵌入式平台之间的通信及数据传输机制，解决了远程无线控制智能灯光系统的问题，设计以RT5350嵌入式平台作为网关模块，结合Zigbee节点之间通信，实现Android智能终端无线控制灯光照明模块，实验证明该系统具有通信可靠、抗干扰性好等优点。

参考文献

[1]葛广英，篙菁，赵云龙.ZigBee原理、实践及综合应用.清华大学出版社，2015.

[2]姜仲，刘丹.ZigBee技术与实训教程[M].北京：清华大学出版社，2014：137-140.

[3]袁新娣，李秋生.基于RT5350的嵌入式无线视频数据采集系统[J].安徽大学学报（自然科学版），2014，20（6）：47-50.