基于无线传感网的LED照明控制系统[2]

　　1.1　LED监控器设计方案

　　如图2所示，LED监控器主要由12V电源供电电路、ZigBee无线射频模块、单片机和LED灯驱动电路组成.单片机是LED监控器的数据处理中心，通过ZigBee无线射频模块完成监控中心和遥控器的通信，通过LED驱动电路开启、关闭和调节LED灯的亮度.12V输入的电源供电电路提供整个系统三种不同的电源，即12V、5V和3.3V.

　　1.2　网关控制器设计方案

　　如图3所示，网关控制器主要由ZigBee无线射频模块、串口和5V稳压电源组成.网关控制器是LED监控器和监控中心的信号通信的中转站，通过串口与监控中心通信，接收监控中心的命令，上报接收到各个LED监控器的温度值和开关状态值.通过ZigBee无线射频模块发送LED 监控器的监控命令.

　　1.3　遥控器设计方案

　　如图4所示，遥控器由单片机模块、ZigBee无线射频模块、4×4独立按键模块、串口模块、12864液晶屏模块和9V蓄电池供电电路组成.单片机分别与4×4独立按键、12864液晶屏模块和ZigBee无线射频模块相连，它是遥控器的数据处理中心，它先是通过按键识别，再通过ZigBee无线射频模块发送数据给LED监控器，实现与LED监控器的通信.12864液晶屏模块的主要功能是显示各个LED监控器节点的状态信息.9V蓄电池供电电路提供给该系统三种不同的电源，即9V、5V和3.3V.

　　2　系统的硬件设计

　　该系统的硬件电路设计主要包括硬件的选型、遥控器硬件设计和LED监控器硬件设计.

　　2.1　硬件的选型

　　针对图2LED监控器结构图，LED监控器主要由12V电源供电电路、ZigBee无线射频模块、单片机和LED灯驱动电路组成.其硬件选型的具体分析如下：STC12LE4052AD单片机芯片有256字节的RAM 数据存储器，4K字节的Flash程序存储器，操作简单，成本低，可通过串口直接擦写程序等优点，因此选择STC12LE4052AD作为LED监控器的单片机芯片.LED监控器中的LED驱动电路需要有一个继电器去控制LED的开启.考虑到松乐SRD-05VDC-SL-C继电器，具有成本低、敏捷度高、控制功率小、寿命较长、可靠性较好和切换速度快等特点，因此选择该型号的继电器.LED灯驱动芯片CAT4101的外围电路设计较为简单，实现方便，只需产生不同占空比的PWM 波即可实现对LED灯的亮度调节，该系统选用了CAT4101芯片作为LED灯光调节的驱动.无线数据传输模块市场上也是比较多的，由于上海顺舟公司的SZ05模块使用ZigBee技术，数据传输方便，操作简单，支持多种数据传输模式，因此选择其作为该系统的无线传感网射频模块.其他元器件则选择市场上普通元器件.