西安思源学院本科毕业论文（设计）
图4-9 LED驱动调光节点方案框图
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第五章 智能照明控制系统的软件设计
5.1 系统的结构
本课题所设计的智能家居照明系统由ZigBee协调器节点、路由器节点、继电器器节点组成。ZigBee协调器的主要任务是进行分布式处理。它能够和若干个继电器节点进行通信，从而完成控制任务。这样可以使本系统同时控制多个区域。基于节能方面的考虑，当系统没有数据请求时，相关的传感器节点只进行低功耗的信道扫描。 电脑（上位机） 网 关 路由节点 继电器节点 继电器节点 继电器节点 LED LED LED 图5-1 智能LED系统示意图
(1)在本系统中网关的作用是网间连接器和协议转换器。它在传输层上以实现网络互连，是比较复杂的网络互连设备，用于两个高层协议不同的网络互连
(2)本系统中的继电器节点主在是用于控制LED灯光，放置在需要控制的地方。同时继电器终端能够实现网络的加入、与协调器绑定来建立LED控制。
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(3)本系统中的上位机主要作用是完成对所有区域LED的控制，一般位于监控室。
5.2系统程序流程图
LED的控制是本课题所设计的关键，是系统能否达到节能的关键所在，系统采用的是基于ZigBee技术的智能LED控制。
5.2.1网络建立过程
本课题的设计中，各个终端节点具有自动加入ZigBee网络的功能，要完成这一功能需要系统自动建立网络，在这一过程中首先协调器发起网络的建立并进行信道选择；随后相关的路由节点和终端节点才能加入网络中。系统流程图如图5-2所示。
上电继电器收到数硬件、堆栈初始发送成功? 发现网络 是 加入网络 否入网成功 是是成功？ 否否否 尝试重新建立绑定 是 图5-2 网络建立过程
具体的工作过程是，相关设备经过一系列的初始化后，系统中的继电器节点依据ZigBee协议来搜寻网络，一旦发现有相应网络存在就发送指令请求加入节点。在请求得到确认后，继电器节点将自身的地址信息发送给系统中的协调器，并自动与协调器进行绑定。在接受到数据传送请求之后，继电器节点就会将LED电路及时传送给协调器。协调器将新建无线网络。若成功，允许协调器设定为绑定。协调器检测是否有节点要求加入网络，如果接收到节点的加入请求，记录下
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节点的地址，并建立绑定，同时向节点发出传送数据请求，得到节点的确认后，协调器开始接收数据，最后通过RS-232串口发送给上位机8。
5.2.2路由器程序设计
在本系统中，路由器的作用是对数据进行中继和转发,并管理及维持网络的正常运行,当然为了达到节能的目的，路由器可能会不定时休眠。而对于应用层来说，路由是透明的,应用程序只负责向下发送去往任何设备的数据到相应的栈中,栈会负责寻找相关路径,本系统中路由的程序设计包括路径的发现、路径的选择、路径的保持维护、路由表维护和终端与协调器数据交换的中继。程序流程如下图5-3所示:
上 设备 路由初始化
路由已入网 开始无线监测 接收数据 是否转发数据 发送数据 23
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5.3.3终端程序设计
本系统中终端节点主要负责采集室内温湿度和室内光照度等信息,并将采集的相关数据发送给父节点来进行传送,另外终端节点还要接收控制端发送过来的脉冲信号来进行数据处理,控制输出口的脉冲的占空比来控制LED灯的亮度,终端节点的网络通信功能比较简单,系统的数据采集程序和网络通信控制程序如图5-4所示:
设备上电 设备初始化成功入网 否 是否有数据采集命令 采集 是 采集传感器数据 发送数据 发送成功 是否有高光命令 是 PWM调光
图5-4 终端程序设计流程
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