摘 要本文将“基于ZigBee的家庭智慧照明系统的设计与实现”作为研究中心，设计了一款能够实现多功能可组网的家庭智慧照明系统，不仅能够实现对LED的控制，还能够检测温湿度以及烟雾情况。这款智慧照明系统的实现是基于zigbee来实现的，在硬件层面上将ZigBee、MQ-2烟雾传感器、人体热释电红外传感器、温湿度传感器DHT11、光线传感器、蜂鸣器等构建成独立的电路模块，将这些电路模块进行有序连接，从而构建成完整的硬件系统。本文在对这种智能控制灯控制系统的驱动上，与系统硬件的设计相结合，采用ZigBee 芯片CC2530作为主控芯片，借助CC3200准确的程序和较强的处理能力，实现软硬件的结合工作。本次毕业设计还对照明系统进行了测试，对在工作中的不足和问题进行了修改、研究与完善，提高了产品的工作性能。
目录
引言 1
（一） 选题背景 1
（二） 选题意义 1
一、 系统总体设计 2
（一） 功能设计 2
（二） 元件选择 2
二、 系统硬件设计 7
（一） Zigbee核心板 7
（二） 按键 7
（三） 电源稳压电路 8
（四） 光线传感器 8
（五） 人体红外传感器 9
（六） 电源接口 9
（七） DEBUG接口 10
（八） 蜂鸣器驱动电路 10
（九） LED灯驱动 11
（十） UART接口 12
三、 软件设计 13
（一） 软件系统 13
（二） 软件系统的方框图 13
四、 实验及结果分析 14
（一） 整体实物图 14
（二） 功能测试 15
总结 19
参考文献 20
致谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 元件清单 24
附录四 程序代码 25
引言
选题背景
伴随着人们的生活水平不断提高和科学技术的快速发展，许多人对智能家具的需求和要求均在增长，但是 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ￥351916072￥ 
传统的智能照明系统只能控制LED灯的亮度以及模式，多功能且不复杂的的智慧照明系统的出现也变得尤为重要。于是我便想到了设计一个智慧照明系统。
本课题设计研究基于ZigBee的智慧照明系统，利用ZigBee强大的处理和组网能力，将温湿度检测装置、烟雾报警装置、LED灯控制三者融为一体，解决了智能家居繁冗的问题，使得照明系统更加智慧，更加便捷。
选题意义
众所周知，随着科学技术的发展和经济水平的提高，市面上出现了越来越多的智能家居。如今，智能家居从以前的陌生、高级，到现在的随处可见，见怪不怪，这是社会的进步。智能家居相对于传统家居较为灵活，并且安装成本较低，所以逐渐在家庭中普及。而且使用智能家居，可以方便地对家电设备进行远程管理和控制，从而为人们提供一个更为舒适便捷的环境。ZigBee是一种不管是在距离、复杂度、功耗等方面都占有很大优势的无线网络信息技术。因此，这是小型电子设备的无线控制指令传输的的理想之选。于是，我便想到做一个可组网、多功能的智慧家庭光照系统，为了对家用设备开关进行灵活的控制，方便用户的随机控制，降低了系统维护成本，提高了系统的实用性,从而可以提高管理系统的灵活性、可维护性。
系统总体设计
功能设计
此设计如图1所示，主要由Zigbee芯片CC2530、MQ2烟雾报警器模块、人体热释电红外检测传感器、DHT11温湿度传感器、光线传感器、蜂鸣器等组成。主要实现了以下功能：
1.当光线传感器检测到天渐渐变黑时，灯光会自动亮起，但是若人体热释电红外检测传感器未检测有人，即使天黑，灯也会关闭。
2.当灯在常亮模式时，可以通过按键提高光亮或降低光亮。
3.当光照系统处于定时模式时，可以通过电脑上位机可以设置温湿度、烟雾的阈值，若超过阈值，蜂鸣器则会报警。


图 1系统总体框图
元件选择
在我们确定了该设计的的功能，并且完成了总体设计方案后，就可以对设计所需要的元器件进行选型，元件选型作用是通过分析筛选能够找到更加合适的元件型号来制作本设计，使得该设计能够更加合理。
Zigbee芯片


图 2 CC2530芯片
本系统以Zigbee芯片CC2530为整个系统的核心。如图2所示，CC2530是一款片上系统解决方案。它可以能够用极低的材料成本构建十分强大的网络节点。CC系列是一种专门处理无线方案的片上集成芯片。本设计研究的主要内容是基于Zigbee的家庭智慧照明设计。因此我们决定使用CC2530作为本设计的系统核心。CC2530是第二代ZigBee集成芯片，在第一代及基础上，不论是程序空间还是随机存取空间，均有很大的进步与提升。因为ZigBee协议栈变得更加庞大，所以这种提升可以更好的应对协议栈的需求。于是CC2530更加适合作为该设计的主控芯片。
电源转换芯片


图 3 AMS11173.3V电源稳压芯片
如图3所示，本设计采用的稳压芯片为AMS1117。目前来看，市面上主要用来电源管理的稳压芯片，大概分成两大类，一类是采用开关切换技术，另一类则是采用线性变换技术。而开关切换技术主要分为：内置MOSFET的开关切换型DC/DC转换芯片、外置MOSFET的开关切换型DC/DC控制器芯片。但是，不管是DC/DC转换芯片还是DC/DC控制芯片，虽然其应用的范围虽然非常广泛，但是它们都适用于大功率的稳压场合，但是本设计对功耗的需求较为敏感，并且Zigbee相对于功耗还是比较低的，再加上开关型稳压芯片成本较高，所以只需要选择线性稳压芯片即可。而线性稳压芯片就是最容易应用的稳压器芯片，其类似三管脚方案（输入、输出、接地）使其能够广泛的应用于简单的电路中，而仅仅只需要一些输入输出电容外罟的器件。当然也有比较复杂的线性稳压芯片，举个例子，比如就像NICHI，虽然他的构造较为复杂，但是它的电源能力与另外两种稳压芯片相比较还是比较小的，比如它一开始为几mA，在通过一个额外配置也就只能上升到1A或2A。因此，我认为相对于其它的稳压芯片，AMS1117更加适合用于本设计。

原文链接：http://www.jxszl.com/jsj/wlw/607540.html