一種ZigBee傳感器實(shí)現(xiàn)的景觀LED系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　?。?）傳感器網(wǎng)絡(luò)信息通信

　　系統(tǒng)中傳感器網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景控制器與照明單元間的數(shù)據(jù)傳輸采用直接傳輸方式（無中間設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)），即場(chǎng)景控制直接將數(shù)據(jù)發(fā)送給照明單元，當(dāng)照明單元接收到數(shù)據(jù)后發(fā)送確認(rèn)信息給場(chǎng)景控制器。該數(shù)據(jù)傳輸方式要求端節(jié)點(diǎn)設(shè)備隨時(shí)都處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，也就是要求其隨時(shí)都要處于喚醒的狀態(tài)。場(chǎng)景控制器使用單播方式發(fā)送信息輪詢各傳感器節(jié)點(diǎn)，場(chǎng)景控制器啟動(dòng)后按時(shí)間片輪，依照網(wǎng)絡(luò)表中各照明單元的順序，定期發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求幀到照明單元進(jìn)行輪詢，照明單元接收到發(fā)送請(qǐng)求幀，返回應(yīng)答幀，應(yīng)答幀中包含其狀態(tài)信息（如電池電壓，電輔，當(dāng)前設(shè)置，燈顏色亮度等）。

　?。?）傳感器網(wǎng)與上位機(jī)的通信

　　場(chǎng)景控制器啟動(dòng)獲取IP地址并建立網(wǎng)絡(luò)表，它定期（默認(rèn)5min，可設(shè)置）報(bào)告本傳感器網(wǎng)內(nèi)照明單元狀態(tài)信息到上位機(jī)。上位機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)置場(chǎng)景控制器的輪詢間隔，校對(duì)場(chǎng)景控制器本地時(shí)鐘及該網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景（照明單元參數(shù)集）。

　?。?）系統(tǒng)同步

　　景觀控制中場(chǎng)景效果的實(shí)現(xiàn)需各照明單元間協(xié)調(diào)執(zhí)行，這就要求解決各照明單元的同步問題。系統(tǒng)在解決同步問題上采取兩級(jí)同步機(jī)制，上位機(jī)軟件與場(chǎng)景控制器通信協(xié)議間使用校驗(yàn)時(shí)間幀，上位機(jī)定時(shí)發(fā)送時(shí)間校驗(yàn)幀，場(chǎng)景控制器通過該幀取得上位機(jī)時(shí)間，核對(duì)校正本地時(shí)間。傳感器網(wǎng)絡(luò)中采取場(chǎng)景控制器每60s發(fā)送廣播脈沖幀實(shí)現(xiàn)其所管理網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)間的同步，脈沖幀中包含計(jì)時(shí)單位為秒的計(jì)數(shù)器更新數(shù)據(jù)，照明單元接收到廣播脈沖幀后更新定時(shí)本地定時(shí)器計(jì)數(shù)的值，照明單元內(nèi)部定時(shí)器每1s將此定時(shí)器計(jì)數(shù)的值1.傳感器網(wǎng)關(guān)每10s廣播一次當(dāng)前時(shí)間信息，傳感器網(wǎng)關(guān)內(nèi)設(shè)時(shí)鐘芯片，傳感器網(wǎng)內(nèi)部時(shí)間計(jì)數(shù)單位為秒，傳感器網(wǎng)關(guān)將時(shí)鐘芯片的HH:MM:SS換算為一秒計(jì)數(shù)，各傳感器設(shè)備接收到此時(shí)間數(shù)據(jù)，更新內(nèi)部的時(shí)間計(jì)數(shù)器，各傳感器設(shè)備定時(shí)器1s中斷一次，中斷服務(wù)中時(shí)間計(jì)數(shù)器自加1.

　　（5）主要傳輸數(shù)據(jù)

　　系統(tǒng)中監(jiān)控主機(jī)與場(chǎng)景控制器以及場(chǎng)景控制器與各照明單元間通信數(shù)據(jù)幀主要包括：

　　其中：場(chǎng)景設(shè)置指令幀根據(jù)上位機(jī)操作要求，在改變景觀照明或定時(shí)啟動(dòng)不同場(chǎng)景時(shí)由監(jiān)控主機(jī)發(fā)出，場(chǎng)景控制接收到指令幀，回復(fù)應(yīng)答幀（含本網(wǎng)照明單元狀態(tài)信息）。狀態(tài)請(qǐng)求幀由操作人員通過上位機(jī)軟件隨時(shí)發(fā)出，場(chǎng)景控制器接收到請(qǐng)求幀，回復(fù)應(yīng)答幀。脈動(dòng)幀則由場(chǎng)景控制器定時(shí)上報(bào)本網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息。脈動(dòng)幀與應(yīng)答幀格式相同，脈動(dòng)幀的幀序號(hào)為0，而應(yīng)答幀序號(hào)與接收的指令或查詢序號(hào)相同。脈動(dòng)（應(yīng)答幀）格式如圖3所示。

　　圖3 應(yīng)答幀格式

　　照明單元定時(shí)測(cè)量狀態(tài)信息（1s檢測(cè)一次），照明單元應(yīng)答幀與其脈動(dòng)幀格式一致，信息包括溫度（1B）、濕度（1B）、電池電壓（1B）、電源供給狀態(tài)（電池、市電、電池+市電）與燈珠工況（1B）。

　　4 結(jié) 語

　　本文介紹了一種基于ZigBee傳感器網(wǎng)絡(luò)的景觀照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)利用傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)內(nèi)眾多照明單元狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)及集中控制管理，系統(tǒng)提出的檢測(cè)控制通信方式保證了多場(chǎng)景間切換的協(xié)調(diào)同步，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。在城市主體公園應(yīng)用中運(yùn)行可靠，多場(chǎng)景的設(shè)置方便、自動(dòng)切換準(zhǔn)確。同時(shí)，該系統(tǒng)也可應(yīng)用于公園、場(chǎng)館照明等照明單元多的場(chǎng)所。