基于Zigbee的车库智能照明系统设计

童壮壮

【摘 要】为了响应国家节能减排号召，笔者在走访和调查了国内众多车库，发现目前车库照明系统仍旧使用老式照明配电箱，照明系统智能化程度偏低，车库照明系统需长时间开启，造成了市电浪费，并且灵活程度低，给安装和维护带来诸多不便。于是本文提出了一种基于Zigbee的车库照明系统的设计，可解决大大提高车库系统照明的智能化程度，并且灵活程度高，便于安装和检修。

【关键词】Zigbee;车库照明;智能照明

中图分类号： TU964;TP273文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）24-0027-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.24.014

【Abstract】In response to the national call for energy conservation and emission reduction， the author visited and investigated many domestic garages and found that the current garage lighting system still uses old-fashioned lighting distribution boxes， the lighting system is less intelligent， and the garage lighting system needs to be opened for a long time， resulting in the city. The waste of electricity and the low degree of flexibility bring inconvenience to installation and maintenance. Therefore， this paper proposes a Zigbee-based garage lighting system design that can greatly improve the intelligence of garage system lighting， and is highly flexible， easy to install and repair.

【Key words】Zigbee; Garage lighting; Intelligent lighting

1 系统设计简介

现代建筑物一般配备地下车库，地下车库由于没有自然光射入，需要24 小时全天候开启。并且目前车库照明系统多采用老式配电箱人为控制或采用红外热释传感器控制，均存在不能做到人到灯亮人走灯灭的效果或控制效果不理想的弊端，造成能源的浪费。近年来ZigBee 技术成为了通信领域中的研究热点 ，具有短距离、低成本、低功耗、低速率、低复杂度的特点和高可靠性、组网简单、各个个网络节点间开可以灵活通信。本设计就是基于ZigBee的制来实现车库的智能照明。

整个系统分为为四部分：信号检测模块、控制模块、照明模块、车库系统配置软件模块。

1.1 信号检测模块设计

信号检测模块主要由RCWL-0516雷达感应开关及其相关控制电路组成。RCWL-0516是一款高科技、专门测移动物体的微波感应模块、该模块具有灵敏度高、感应距离远、可靠性强、感应角度大、供电电压范围广等特点、广泛用于各种人体感应照明等场合。采用专用信号处理控制芯片RCWL-9196，宽工作电压4.0-28V，与传统红外感应PIR相比、具有穿透探测能力，封锁时间、距离可调，可输出3.3V电源。

1.2 控制模块设计

控制模块选用cc2530控制板。CC2530 结合了领先的RF 收发器的优良性能，业界标准的增强型8051 CPU，系统内可编程闪存，8-KB RAM和许多其它强大的功能。CC2530 具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。总控由PC端通过ZigBee协调器来控制各个ZigBee终端节点的输出状态，分控是由各个ZigBee节点根据雷达传感器传来的电平信号来控制输出不同的PWM波控制脉冲。

1.3 照明控制电路

照明控制电路主要由控制电路和LED灯管组成。照明控制电路我们选用N-MOS型大功率MOS管。该型号场效应管采用原装进口双MOS并联有源输出，内阻更低，电流大，功率强，常温下15A，400W，完全能够满足LED灯管的照明供电。同时该型场效应管的工作电压宽，在直流供电下，工作电压为5V—6V，支持PWM，能够实现大功率设备的控制。

其工作模式为当CC2530控制板接收到来自RCWL-0516雷达感应开关的信号后，发送给PWM调节电子开关控制板模块90%占空比的 PWM脉冲信号，PWM调节电子开关控制板模调调节输出电压，从而实现照明系统的高功率输出状态。

1.4 车库系统配置软件设计

配置软件采用VS2010 基于MFC编写，编程语言为C++。使用MFC编写配置软件具有速度快，适合做工控方面的程序，而且 MFC软件自带的串口控件可以在庫文件里直接调用串口，因此数据收发就不会出问题，同时人机交互界面化程序简洁。

2 系统工作过程

系统工作之前，先要进行Zigbee模块参数配置。点配置工具的“查询参数”按键，可以查询到模块的参数信息。配置参数时遵循同一个网络的PAN ID和频道必须一致，同一个网络只能有一个协调器。选择为路由或者终端的时候，可以配置自己的ID，以及前后左右的ID，ID必须大于0。如果前后左右没有灯，写0。配置完参数后，点“设置参数”按键设置，如果成功会提示“设置成功”，点“系统重启”按键完成配置。

完成配置后，单个LED照明模块可通过协调器自动组网，能够实现当有车辆或行人进出车道时，相应区域雷达感应器可检测到信号，使得CC2530控制板输出100%占空比的脉冲控制LED灯管，使灯管处于高功率状态，并且该灯通过ZigBee网络传送信号给相邻灯，使相邻灯也变为高功率状态。当车或行人离开感应区域约30秒后（可调），CC2530控制板输出50%占空比的控制脉冲，使灯管进入低功率状态。（见下图3）

3 结语

从照明效果和测试数据来看，该方案不仅提供了舒适的照明环境和合理的照明控制，而且达到了很好的节能减排效果。另外，扩展开来，这种研究方法对于此种类型的既有建筑照明节能减排具有可借鉴意义和指导意义。

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