ZIGBEE的节能设计方案

毕业设计论文基于ZIGBEE无线网络的路灯节能控制器的设计徐闯指导老师姓名：杨国华戴明专业名称：电子信息工程技术班级学号：07136308论文提交日期：2010年1月6日论文答辩日期：2010年1月10日2010年1月6日【摘要】Zigbee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。采用 Zigbee技术近距离、低数据速率的特点提出的基于 zigbee的MESH网无线通用控制节点设计，可以实现多种控制功能。如 PC机对单片机的无线控制、单片机对单片机的无线控制。 Zigbee的MESH网无线通用控制节点设计能可靠的传输信息，可以满足数据传输量较小，成本低的应用需要。 ZigBee的应用，不光是工业还适用于家庭，随着技术的进步，一定会渗透到我们生活的方方面面。本设计主要依赖于 Zigbee无线模块构建的 MESH网，通过计算机、单片机无线控制校园路灯的作息时间并将计量电能传输到上位机由 VB窗口显示。通过CAT24WC01和ZigBee实现掉电保护和无线遥控功能。【关键词】ZigbeeMesh网无线控制CAT24WC01【Abstract】Zigbeeisanewwirelesscommunicationtechnologywithshortdistance、lowcomplexity、low-power、lowrateofdata、low-cost。Itisalwaysusedinwirelessconnectionofshortdistance。ThepapertakesadvantageofZigbeetechnologywhosecharacteristicsarelow-costandlow-power,bringsforwardawirelesscommunicationnodedesignbasedonMeshofZigbeerealizesmanycontrolfuntion。Forexample,itcanmakePCrealizethefuntionofcontrolingsingle-chipcomputers,realizingwirelesscommunicationamongseveralsingle-chipcomputers。Itcantransmittheinformationreliablelyanditcanworkswell,Itfulfillthesituationwhenthetransmitamountisnotsolargeandthecostismuchsmaller。ZIGBEEiswidelybeusedineverywhere,notonlytheindustry、butinhousehold,Asthefastdevelopmentoftechnology,itwillseepintoourlifethroughthly。ThepapermainlydependonMeshofZigbeetocontrolthecampus’roadlampworkandrestbycomputerorsingle-chipcomputersand,realingthefunctionofwirelesscontrol。【KeyWords】ZigbeeMeshwirelesscontrolnodedesign24c04目录第1章节能背景11.1能源现状11.2节能的社会背景 1第2章节能措施32.1国外节能趋势及成果 32.2国外节能政策对我国的影响及本设计的思想来源 42.3本设计的思想来源 5第3章硬件连接原理 83.2SZ05各引脚及其功能 83.3芯片STC12C5412AD93.4CAT24WC01引脚103.5终端节点和整体示意图 11第4章程序设计144.1 上位机与终端节点的设计 144.2软件程序调试15第5章SZ05-ZBEE无线通信模块的配置175.1配置接口175.2模块配置175.3Zigbee 通信距离测试实验 18第6章展望206.1ZigBee 网络拓扑结构 206.2MESH网结构简介20致谢22参考文献23附录24附录AZigbee无线系统硬件电路图 24附录B部分程序25第1章节能背景1.1能源现状能源资源是能源发展的基础。新中国成立以来，不断加大能源资源勘查力度，组织开展了多次资源评价。中国能源资源有以下特点：—能源资源总量比较丰富。中国拥有较为丰富的化石能源资源。其中，煤炭占主导地位。有较为丰富的可再生能源资源。—人均能源资源拥有量较低。中国人口众多，人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平。煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的 50%，石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的1/15左右。耕地资源不足世界人均水平的30%，制约了生物质能源的开发。—能源资源赋存分布不均衡。中国能源资源分布广泛但不均衡。煤炭资源主要赋存在华北、西北地区，水力资源主要分布在西南地区，石油、天然气资源主要赋存在东、中、西部地区和海域。中国主要的能源消费地区集中在东南沿海经济发达地区，资源赋存与能源消费地域存在明显差别。大规模、长距离的北煤南运、北油南运、西气东输、西电东送，是中国能源流向的显著特征和能源运输的基本格局。—能源资源开发难度较大。与世界相比，中国煤炭资源地质开采条件较差，大部分储量需要井工开采，极少量可供露天开采。石油天然气资源地质条件复杂，埋藏深，勘探开发技术要求较高。未开发的水力资源多集中在西南部的高山深谷，远离负荷中心，开发难度和成本较大。非常规能源资源勘探程度低，经济性较差，缺乏竞争力。1.2节能的社会背景介于上节发现能源匮乏是人类社会发展中面临的一个严重问题，目前世界上许多国家的政府都制定政策，采取措施，鼓励人们改变高耗能的生活和生产方式，向节约型社会转变。2003 年11月3-8日，国家发展改革委、科技部、广电总局、全国总工会、共青团中央联合举办新世纪第三个全国节能宣传周活动。节能宣传周活动是 1990年国务院第六次节能办公会议确定的，旨在通过一系列的宣传活动，提高全民的节能意识、资源意识和环境意识。今年节能宣传周的主题是：“节能与全面建设小康社会”。11月3日，国家发展改革委和中国工程院在北京联合主办“节能与全面建设小康社会战略研讨会”，旨在贯彻党的十六大和十六届三中全会精神，提高全社会的节能意识，研讨强化节能的政策措施，推动节能工作深入开展，保障全面建设小康社会目标的顺利实现。各地区、各部门及企业也将围绕节能周主题，开展形式多样的宣传活动。虽然我国节能工作取得了很大成绩，但与世界先进水平相比，我国在能源效率、能源强度、单位产品能耗等方面仍存在较大差距。目前，我国能源利用效率为33%，与世界先进水平相差

10个百分点，产值能耗是世界平均水平的

2倍多，主要产品单位能耗比国外先进水平高

40%，节能空间和潜力很大。党的十六大提出了全面建设小康社会的宏伟目标，到

2020

年国内生产总值比2000年翻两番。实现这一宏伟目标，经济规模将不断扩大，钢铁、水泥、化肥等高耗能产品的需求量将继续增加，汽车和家用电器大量进入家庭。与之相适应，能源消费将进一步增长。这将给我国能源供应和环境保护产生巨大压力。节约使用各种资源，建立节能型工业、节能型社会，将成为增强经济发展后续保障能力的重要途径。必须树立新的发展观，以提高能源利用效率为目标，以调整经济结构、转变增长方式、推进技术进步为根本，以完善法规和创新机制为重点，搞好规划，健全法规，完善政策，改进技术，抓住重点，加强管理，有效推进全社会节能，促进全面建设小康社会奋斗目标的实现。2003年11月3-8日，国家发展改革委、科技部、广电总局、全国总工会、共青团中央联合举办新世纪第三个全国节能宣传周活动。节能宣传周活动是1990年国务院第六次节能办公会议确定的，旨在通过一系列的宣传活动，提高全民的节能意识、资源意识和环境意识。今年节能宣传周的主题是：“节能与全面建设小康社会”。11月3日，国家发展改革委和中国工程院在北京联合主办“节能与全面建设小康社会战略研讨会”，旨在贯彻党的十六大和十六届三中全会精神，提高全社会的节能意识，研讨强化节能的政策措施，推动节能工作深入开展，保障全面建设小康社会目标的顺利实现。各地区、各部门及企业也将围绕节能周主题，开展形式多样 的 宣 传 活 动 。第2章节能措施2.1国外节能趋势及成果( 一)国际上提高能源效率的主要措施：．把“节能优先”作为能源战略的重要内容，制定节能法律、法规提高能源效率已成为世界各国增强产品竞争力、保证能源安全、降低环境损害、减少温室气体排放的重要手段和能源战略的重要组成部分。美国、德国、英国等许多国家都制定了“节能优先”的能源战略，不少国家还制定专门的节能法律和法规，如日本中央政府制定了《节能法》，美国联邦政府制定了《国家节能政策法》(NECPA)等。2．设立了政府节能主管机构，从人力、财力、物力等方面给节能工作以大力支持，并注意加强各政府机构问的协调一致性节能是一项社会公益性事业，所面临的市场缺陷和市场障碍比能源开发大得多，必须由政府主导。在美国、欧洲、日本、澳大利亚等市场经济国家，政府都设立了负责节能的机构，采用多种手段干预市场，大力推进节能工作。例如，美国能源部在20世纪90年代设立了国家节能办公室，现改为能源效率和可再生能源办公室；日本的经济产业省规定由资源能源厅的节能新能源部专门负责节能事宜；澳大利亚政府设立了可持续能源署，在提高能源效率、应对气候变化方面行使政府职能。3．通过经济教励措施取励高效节能产品的研发和应用 ．实行节能专项补贴和减免税政策。这是西方国家鼓励高效节能产品进人市场通常采取的经济激励政策。例如，美国对购买带有能源之星标识产品的用户给予二定的现金补贴。减免税措施因为不需要额外的资金来源，是各国普遍采用的节能激励措施。设立节能基金和实行低息贷款政策。各国设立的节朗基金一般有两种类型：节能公益基金和节能信贷基金。节能公益基金主要用于支持相关节朗中介机构开展节能政策、法规、标准的研究和节能活动；节能信贷基金是节能工程的融资渠道之一，以低息贷款的方式支持企业乃至家庭的节能改造和新建节能工程。节能基金是西方国家利用公共财政开展节能工作的主要形式之一。征收能源环境税。在市场经济条件下，能源环境税收政策可以使能源开发产生的环境损害等外部成本内部化，确保能源价格能够全面反映能源生产的成本，从而通过市场信号影响能源需求。能源环境税在不同国家有不同的表现形式，主要有消费税、销售税、碳税、二氧化硫税以及其他能源和环境税等。一般情况下，政府本着“谁污染、谁交税”的原则征收各种能源环境税，其目的主要是促使消费者节约能源、鼓励发展和利用可再生能源资源，优化能源消费结构，从而提高能源效率、减少环境污染、降低温室气体排放量。．政府机构树立典范，率先节能为推动节能工作，大多数发达国家都高度重视政府机构自身的节能，制定了相应的政策法规，督促各级政府和公共机构率先使用节能建筑、节能设备和节能办公用品。2.2国外节能政策对我国的影响及本设计的思想来源从某种意义上讲，为解决工业部门的合理用能和提高工业用能效率问题，西方国家有过较长时间的探索和实践，有些经验值得我们参考和借鉴。从发达国家在工业领域采取的具体节能措施入手分析，我们可以总结出以下几点规律。．工业节能1）建立健全工业节能相关的法律法规2）加强重点耗能工业企业的能源管理和监督3）制定激励工业节能的财政税收奖罚的经济政策4）不断研发能源节约新技术，广泛推广节能产品2．建筑节能1）大力推行建筑节能政策2）努力完善节能技术规范3）不断提高能源使用效率3．交通节能1）针对车用燃料的税费政策2）针对车辆拥有的税费政策3）对新型、清洁和高能效汽车的税收减免4．家庭节能在这里，我们所说的家庭节能主要包括照明、水资源、家电等三部分内容。1）照明英国城市大型彻夜灯光照明现象很少见，伦敦的夜晚，看不到大面积楼体通明的景观，所有照明都基本以不影响人们的正常生活节奏为准。许多店铺橱窗的灯光在打烊后会全部关闭，有些店铺还采用定时关灯装置。在政府住宅楼和公寓楼内，楼道里的公用灯也大多采用自动断电装置。在日本，节约观念深入人心，2005年日本开展了“少开一盏灯”的活动，号召每个日本家庭为国家节约来之不易的能源。基本上日本家庭都用节能灯，虽然造价上比普通灯要贵上一些，但是7、8W的节能灯所提供的照明相当于60W的普通灯。欧洲普遍实行夏时制；这样可以充分利用日照时间，降低直接照明需要，减少大量能耗。2）水资源3）家电美国的“能源之星”计划是一种比较有效的方法。如更换密封性更好的窗户、更换墙内绝热层等。除此以外，许多发达国家对购买节能家电的用户给予优惠或税收减免。英国对购买节能型设备的企业给予税收优惠或加速折旧等优惠政策，对购买了标有A+标识冰箱的消费者，政府对每台冰箱补贴100欧元。国外的这些节能方式告诉我们，要加强节能管理必须得出台相关政策，从宏观上以法律手段加以控制，也许制定一些财政税收政策。如：（1）推动节能产品认证，制定和实施强制性能效标识制度；2）落实《重点用能单位节能管理办法》，抓好重点耗能行业和企业的节能管理；3）制定节能技术开发、示范和推广计划，并分步组织实施；4）建立节能投资担保机制，促进节能技术服务体系的建设；5）以现代服务业和先进制造业作为发展重点，加快结构调整，推动产业升级，形成以服务经济为主的产业结构，降低高能耗产业的比重。2.3本设计的思想来源正如上所说照明是电能的其中之一，而路灯是城市照明工程的主要组成部分，在夜晚，路灯的照明起到非常重要的作用。但是路灯在起着重要作用的同时，也在消耗着大量的能源。目前一般的传统路灯，主要是高压钠灯，一盏路灯的功率约为100W－400W，一些大型路灯功率可以达到1000W以上。我们以一盏路灯200W来计算，一个晚上照明 12个小时(从晚上7点到第二天早上 7点），那么一盏路灯就要消耗

200×12/1000

＝

2.4

度电能。假设路灯之间的间距是

20M，一条长

2公里的街道就有

2×2000/20

＝

200

盏路灯（道路两边各有一盏路灯，所以要乘

2），那么这条街道一晚上消耗的电能就有

200×2.4

＝

480

度，1

年消耗的电能是

480×365＝17.52

万度。在一个城市中，除了主干道外，还有很多次干道和小的路段，这些街道在夜晚的人流量和车流量都比较小。特别是一些郊区和比较偏僻的路段，在半夜 1点钟以后，人流量和车流量一般非常少。但是即使没有人或车经过，这些路灯也是长期点亮的，这时电能就被白白浪费掉了。很多路段真正有效的照明时间只占到整个照明时间的20%－30%，也就是说大部分电能被浪费掉了。如果有效照明时间是 30%，那么一条街道浪费的电能就有 17.52×0.7＝12万度。一个中等规模的城市这样的街道可能就有 100个以上，一个大城市往往有数百个这样的街道，那么就是说一个城市每年在路灯上浪费的电能就有数百到数千万度以上。考虑到全国有数百个大型城市，中小规模的城市更多，总的浪费电能是非常巨大的。据统计，杭州市一年用于城市照明的费用就高达 3亿元以上。如果我们采取一定的节能措施，比如说在没有人和车经过时自动关闭路灯，就可以收到明显的节能效果。在能源日益紧张的今天，特别是很多城市存在电力不足的矛盾，这无疑是非常有意义的。目前常见的节能方式目前路灯的主要节能技术有 LED路灯、太阳能LED路灯等。LED照明是一种较新的技术，它具有效率高、使用寿命长等优点。一个 LED路灯，如果要达到和普通的高压钠灯和高压水银灯那样的亮度，大约需要消耗的 40W以上功耗，只有传统路灯的25%－40%。随着技术的发展，LED已经开始逐渐取代白炽灯，广泛用于各种照明中，目前LED路灯已经在一些大城市开始试用了。但是这种LED路灯只是提高了电能到光能的转换效率，和传统路灯一样，仍然存在整体照明效率不高的问题。目前还有一种太阳能方式的LED路灯，它在白天利用太阳能给蓄电池进行充电，晚上利用电池驱动LED照明。这种方式虽然不需要交流供电，但是它的缺点很多，存在着成本高、功率小（亮度低）、维护量大、电池寿命短、可靠性差等缺点。完全使用太阳能，会造成一些情况下路灯无法使用的问题。所以太阳能路灯目前并没有得到广泛应用。还有一些城市在夜间为了节约路灯照明使用的电能，采样了间隔照明的方式，即每隔一盏路灯就关闭一盏，也就是关闭一半的路灯。虽然这样可以节约一半的电力消耗，但是也带来不少隐患，如照明亮度降低，存在照明死角，容易造成交通事故。同时，另外一半的路灯仍然存在能源浪费的问题，并没有真正解决节能的问题.因ZIGBEE具有省电可靠成本低时延短网络容量大安全的优点，本组设计主要是以单片机STC89S51芯片，ZIGBEE无线模块和VB为核心，通过对ZIGBEE无线模块节点类型的设置，组成ZIGBEE的MESH网，在上位机、供电电路、电平转换电路以及继电器控制电路的帮助下，实现无线通信和控制两个功能。1）单片机测量电表的脉冲个数并将其转换成度数（现假设16个脉冲为0.1度电），上位机发送地址和指令通过ZIGBEE无线模块发送给单片机，单片机对接受的数据进行分析和判断，最后将正确的电量显示在 VB窗口上。2）在通电(VCC=5V)的情况下，单片机正常工作， ZIGBEE无线模块将接收到的数据，通过

MAX232进行电平转换后，将数据送到

STC12C5412AD的

P3.1

口，STC12C5412AD的

P1.4

口输出数据，通过光耦合电路接固态继电器，实现路灯的无线

控

制

功

能

。第3章硬件连接原理硬件大体分为上位机和终端节点，上位机是由计算机和 ZIGBEE中心节点组成终端节点由STC12C5412ADCPU编程模块，RS232串口通信模块，SZ05-ZBEE嵌入式无线通信模块，继电器，光电耦合器，24C01等组成3.2SZ05各引脚及其功能图3-1是SZ05系列嵌入式模块典型接线图表3-1和排序识功能1GND电源地2+5V电源正5V输入4TX1/TTLTTL电平输出5SGND串口RS232信号地6TX2/RS232串口RS232输出7RX2/RS232串口RS232输入8系统保留9RESET系统复位

――――――接用户系统输入 RX信号地接用户232 输入接用户232 输出悬空低电平复位表3-2ZIGBEE模块右侧序号标识功能备注1DATA串口数据收发指示低电平点亮，数据收发即闪烁2RUN系统运行指示低电平点亮，间隔1秒闪烁3NET网络指示低电平点亮，中心节点建网成功点亮，从节点入网后点亮4ALARM系统告警指示低电平点亮5SLEEP低功耗低电平进入低功耗，高电平或悬空正常运行6485CTL485收发控制模块485接收时低电平输出，发送时高电平输出7CENTER中心节点低电平有效，或加跳线帽，成为中心节点，如7、8都为高电平或悬空，即为路由节点8DEVICE终端节点低电平有效，或加跳线帽，成为终端节点，如7、8都为高电平或悬空，即为路由节点9CONFIG配置接口低电平有效，或加跳线帽，进入系统配置状电源接口：SZ05-ZBEE无线通信模块标准工作电压为 DC—5V，正常工作电压范围：5—12V。电源的正负极不能反接，否则将烧坏模块。数据接口：SZ05-ZBEE无线通信模块提供标准RS-232、RS485和TTL收发三种接标准。RS-232串口为TX、RX、GND三线工作模式；TTL为TX、RX两线工作模式，TTL电平为3.3V。3.3 芯片STC12C5412ADSTC12C5412AD提供以下标准功能：12K字节Flash闪速存储器，512字节内部RAM，23个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，内置一个精密比较器，片内振荡器以及时钟电路。同时，STC12C5412AD可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作，掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器通知工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。STC12C5412AD引脚如图所示图3-2STC12C5412AD引脚口。在访问外部存储器时，它送出高8位地址。在对EFROM编程和程序验证期间，它接收高8位地址。3)P3口：P3口的P3.0－P3.7是带有内部上拉电阻的7个双向I/O口。P3.6没有引出，它作为一个通用I/O口但不可访问，但可作为固定输入片内比较器的输出信号，P3口缓冲器可吸收20mA电流。当P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。做输入端时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。P3口还用于实现STC12C5412AD特殊的功能，如下表所示：表

3-3P3

口引脚功能控制线与是时钟电路RST:复位输入。 引脚一旦变成两个机器周期以上高电平，所有的 I/O口都将复位到“1”（高电平）状态，当振荡器正在工作时，持续两个周期以上的高电平便可完成复位，每个机器周期为5）振荡器特征：XTAL1，XTAL2为片内振荡器的反向放大器的输入和输出端，如下图所示。可采用石英晶体或陶瓷振荡器组成时钟振荡器，如需从外部输入时钟驱动STC12C5412AD，时钟信号从XTAL1输入，XTAL2应悬空。由于输入到内部电路是经过一个2分频触发器，所以输入的外部时钟信号无需特殊要求，但它必需符合电平的最大和最小值及时序规范。图3-3振荡电路3.4CAT24WC01CAT24WC01 8位字节，其引脚配置如图3-4所示。图3-4CAT24WC01引脚配置其中：A0、A1、A2：器件地址选择脚。这些输入脚用于多个器件级联时设置器件地址。当这些脚悬空时，默认值为地址为 0。当使用CAT24WC01时最大可级联8个器件。如果只有一个CAT24WC01被总线寻址，这三个地址输入脚（A0、A1、A2）可悬空或连接到Vcc。SDA：双向串行数据/地址脚，用于器件所有数据的发送或接收。 SDA是一个开漏输出管脚，可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或（wire-OR），但注意连接时需要外接上拉电阻。SCL：串行时钟脚。用于产生器件所有数据发送或接收的时钟，这是一个输入管脚。WP：写保护。如果WP管脚连接到Vcc，所有的内容都被写保护，只能读不能写。当WP管脚连接到Vss或悬空，允许器件进行正常的读 /写操作。Vcc：电源正，工作电压为+1.8V～6.0VVss：地3.5终端节点和整体示意图Zigbee无线电路硬件系统由STC12C5412ADCPU编程模块，RS232串口通信模块，SZ05-ZBEE嵌入式无线通信模块，继电器，光电耦合器，24C01等组成，如图3-5220v 继电器脉冲光电CSE7755记能芯图3-5终端节点意图偶合实际电路中ZIGBEE模块的设置在计算机的超级终端进行中心节点和终端节点电的平设置：光电单片机RS232中心节点A的设置:偶合转换节点地址:0000；节点名称:0000；读数节点类型:中心节点；网络写类据型:星型网；网络ID:02；无线频点:04；存储器24C01地址编码:ASCII；发送模式:主从；波特率:9600；校验:None数据位:8+0+1；串口超时:05；数据源址:ASCII；终端节点1的设置：

读/写ZIGBEE数据 无线模块节点地址：0001；节点名称：0001；节点类型：终端节点；其他与中心节点一样。在实际接线电路中我们把五个模块整合到一块木板上，220V的电压给电灯供电，另外还经过变压给5个控制模块供电，且每个模块控制路灯的电路都先接保险丝后在接电灯如图保保保保5v险险险险丝丝丝丝开终终终终关端端端端电节节节节接线柱源点点点点5图3-6整体设计图243

保险丝终端节点1

接线柱+~220V接线柱—第4章程序设计4.1 上位机与终端节点的设计上位机包括ZIGBEE中心节点模块及 VB窗口，图6-20000模块及VB设计流程图中心节点主要是接收数据和发送数据（发送数据是由 VB通过串口发给中心节点）发送数据=ZIGBEE地址+指令指令：01表示灯亮，02表示灯灭，03命令终端节点发送脉个数， 04命令终端节点发送电量电量在VB上显示图4-1为窗口终端节点接收道指令控制灯泡并发送数据图 6-30001模块的设计流程图发送数据=地址+电量图4-1开始判断当前时间 ZIGBEE发送指令ZIGBEE接收数据如果t>=20ort<6开灯 如果 t>=6ort<20关VB显示电量图4-20000模块及VB设计流程图开始24c01读数据ZIGBEE接收数据CSE7755记能芯片发出脉冲图4-20001模块的设计流程图本设计总共需要5个ZIGBEE模块0001~0005四个模块为终端节点。设计主要实现的功能是在 MESH网中通过中心节点 ZIGBEE无线模块传输数据控制其它节点，开STC12C5412AD串行中断，接收 ZIGBEE数据从而实现控制路灯的功能。以下将具体解释各个节点的工作条件 :终端节点单片机接收，24c01写数oror单片机数据处理K1=0当ZIGBEE接收到000101时地址为0001模块所控制的路灯亮，其他模块类似；当ZIGBEE接收到000102时地址为0001模块所控制的路灯灭，其他模块类似；当ZIGBEE接收到000103时地址为0001模块发送脉个数，其他模块类似；发送电量K1=1当ZIGBEE接收到000104时地址为0001模块发送电量，其他模块类似；4.2软件程序调试1.在最初的基础调试时发现单片机工作不正常，经检查发现STC12C5412AD的供电电压应为5V而不是3.3V,在解决这一问题后，发现程序还是无法运行，之后经仔细检查，发现所用的编译软件发现问题，在解决了这一问题之后，单片机即可正常运行并工作。在将所有的程序烧进单片机后，在用TTL电平时，发现板子无法实现其应实现的功能，随后改用了RS232电平，程序即可顺利执行并实现相应的功能。3．在24C01的读写上存在一个问题就是在读写次数上，本在设计中只能实现一个脉冲读写一次但是 24C01的读写次数是一定，这一问题有待解第5章SZ05-ZBEE无线通信模块的配置5.1 配置接口SZ05-ZBEE无线通信模块CONFIG跳线短接或外部控制线进入低电平状态3秒，系统进入配置状态；高电平或悬空状态则进入工作状态。配置接口是用于对本产品的某些参数进行配置的接口。超级终端配置模式设置主要有以下几个步骤：1、打开计算机点击开始→程序→附件→通讯→选择超级终端，超级终端的设置为：波特率38400、数据位8、校验NONE、停止位1、流控无；2、CONFIG跳线短接或外部控制线进入低电平；3、设备上电；4、进入设备配置模式。5.2 模块配置设备配置选项如下所示：节点地址:0000—FFFE；中心节点地址0000，同个网络不能有相同地址的节点。节点名称:0000；节点类型:SZ05-ZBEE无线通信模块有三种节点类型：中心节点、中继路由、终端节点，通过跳线短接的方式来控制中心接点、中继路由或终端节点的设置，跳线短接有效，中心节点或终端节点的跳线选择只能选其一，如果两个跳线都悬空，则设置为中继路由节点。网络类型: 在同个网络中，网络类型必须设置相同。（1）主从网络：网络中必须有唯一的中心节点，包括：网状网，星型网，链型网。（2）对等网，非主从网，无中心节点。网络ID:00—FF，同个网络中ID必须相同。无线频点:04；地址编码:（1）ASCII码(2）HEX16进制只在按目标地址发送情况下设置，在广播发送情况下无须设置。发送模式:表5-1发送模式配置说明发送模式配置说明备注广播模式无需目标地址目标地址为2字节的主从模式中心节点必需目标地址，非中心节点无MAC地址，加在数据点对点必需目标地址包前即可。波特率:1200-115200bps，选择匹配的波特率。校验:奇校验（ODD），偶校验（EVEN），无校验（NONE）。数据位:表5-2数据类型说明DATA_TYPE类型数据类型配置说明7+1+17位数据+1位校验+1位停止需要跟数据校验设8+0+18位数据+无校验+1位停止置结合起来选择。8+1+18位数据+1位校验+1位停止串口超时:1-255ms（16进制显示）。数据源地址:表5-3数据源地址说明数据源地址配置说明配置说明NOTOUTPUT不输出源地址HEX根据应用需要选择是否输16进制输出出数据包源地址。ASCIIASCII输出16进制方式输出源地址格式：2字节源地址+有效数据ASCII方式输出源地址格式：4字节源地址+有效数据。5.3Zigbee 通信距离测试实验此次设计需要测出在信号在当前生活的地理环境下， zigbee无线模块在室内与室外的通信距离。经我们组组员的测试，具体结果如下：在走廊里，水平传输距离可以覆盖整个实训楼，垂直传输距离最大只有一层半的距离（即只可穿透一层钢筋混凝土楼板），从而得出在教室与教室之间，只能穿透一面钢筋混凝土墙。即每个教室必需有一个节点，才能组成一个互相通信的无线网络。而室外的传输距离也不大于150M。下面是具体的测试示意图。一层之间的测试节点A 节点B图5-12、楼层垂直距离测试节点C节点B节点B节点A节点A图5-23、室外无障碍测试距离节点A 节点B图

注：在一层走廊上，节点A在一端不动，节点B向另一端移动。测试其通信距离。注：两节点方都接不到对方的信息时，此时双方的距离就是其最大的通信距离（室外无障碍情况下）。同时向两边移动，并同时向对方发送数据，直到双1.节点A固定在一楼，节点 B由一楼向楼上移动，测试出室内的最大垂直通信距离。测试出垂直距离以后。测三节5-3点通信情况。第6章展望随着社会的进步能量消耗也越来越大，节能问题也越来越受到人们的关注。节能主要有两个方面一．减少能耗二．控制能耗随着生活水平的提高控制电耗已经成为一个焦点而无线网络控制以特有的优势展现在人们的面前6.1ZigBee 网络拓扑结构ZigBee技术具有强大的组网能力，可以形成星型、树型和MESH网状网，可以根据实际工程需要选择合适的网络结构。6.2MESHZigBee ，网状网通信实际上就是多通道通信，在实际工业现场，由于各种原因，往往并不能保证每一个无线通道都能够始终畅通，就像城市的街道一样，可能因为车祸，道路维修等，使得某条道路的交通出现暂时中断，此时由于我们有多个通道，车辆（相当于我们的控制数据）仍然可以通过其他道路到达目的地。而这一点对工业现场控制而言则非常重要。MESH网状结构的特点主要有：1.MESH网状网络拓扑结构的网络具有强大的功能，网络可以通过“多级跳” 的方式来通信；2.Mesh是一种特殊的、按接力方式传输的点对点的网络结构，其路由可自动建立和维护；3.MESH网络机构还可以组成极为复杂的网络，具有很大的路由深度和网络节点规模；4.MESH网络还具备自组织、自愈功能，如图。图6-2因ZIGBEE具有省电可靠成本低时延短网络容量大安全的优点，特别对于集总控制有很大的优势，因此ZIGBEE无线网络节能控制有很大的发展空间。致谢在论文完成之际，我应向许多人表示真诚的谢意，正是由于你们的帮助，我才能顺利的完成毕业设计，为我的大学生涯画上圆满的句号。感谢我的导师杨国华和戴明老师，你们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我生活、学习中的榜样；你们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予了我无尽的启迪。感谢我们组的每位成员，这篇论文的每个实验细节和每个数据程序，都离不开你们的帮助。在与你们一起奋斗的日子里，我们有过泪，有过错，但更多的是成功的喜悦。感谢我的爸爸妈妈，我人生的启蒙老师，是你们教导我成人，教育我成才，你们用辛苦挣来的血汗钱供我读书，养育之恩，无以回报。感谢我的同学、朋友们，是你们在我最困难的时候帮助我，我们一起克服困难，迎接胜利，与你们一起度过的三年里，我们谈天论地，嬉闹游戏，这将是我一生都无法忘却的美好时光。感谢所有曾经帮助过我的人、阻碍我前进的人，是你们让我知道我来到这个世界的价值，是你们坚定了我成功的信念。收笔之际，心情依旧无法平静，今日的成功源于你们的支持与帮助。四年，无数可敬的人与我擦肩，有的留下了足迹，有的没有但请相信，我永远都会记得你们对我的恩