一、项目立项思路

1.1 LED照明系统智能化升级的必要性    

    传统照明系统已无法满足现代人家居生活的需要
    在移动互联网与智能手机突飞猛进的今天，智能家居慢慢摆脱了“只叫好、不叫座”，“有概念、没体验”的魔咒，智能产品一步步走向成熟，价格也逐渐变得亲民。
随着人们对家居生活网络化、智能化、节能化的需求日益强烈，智能照明系统已成为智能建筑与家庭自动化必不可少的一环。而传统照明系统，因布线繁琐、扩展性差、功能单一、人工管理、“长明灯”耗能严重等诸多缺陷，已无法满足现代人的生活与品质需求。在此背景下，LED智能照明系统应运而生。
 
    LED智能照明系统节能环保，具有巨大经济效益
    舒适、便捷、节能作为智能建筑、智能家居控制系统追求的目标，在智能照明系统中尤为明显。近年来，由于我国能源效率低下，能源紧张问题日益突出，能源危机逐渐上升到国家的战略高度，国家在“十二五”规划中制定了重要目标——单位GDP能源消耗比“十一五”期末减少20％。目前，照明耗能约占总能耗的20%，若能以高效率的LED智能照明系统取代全国30%低效率、高耗电的传统照明系统，照明终端将节电220亿度，减排二氧化碳2420万吨。因此，LED智能照明技术对缓解当前紧迫的能源问题具有举足轻重的作用，更突显出巨大经济社会效益。  
    相比白炽灯、荧光灯、节能灯等传统照明灯具，LED是一种光效高、耗能少、对环境无污染、工作寿命长达10万小时的新型照明技术。LED智能照明技术实现了在合适的时间，给需要的地方以舒适和高效的照明度，在提升照明质量同时，使智能家居照明进一步走向绿色环保和低碳节能的发展方向。
 
    LED智能照明系统，无需布线、安装简单，是未来大势所趋
    智能照明系统与传统照明系统都具备照明、开关、调光等基本功能，但传统照明常选用现场总线、电力载波等控制方式，均需要敲墙砸洞、综合布线，严重影响建筑美观，工作繁琐且改装费用昂贵；而智能照明系统以无线传感网络的智能控制为主，手动控制为辅，实现照明现场LED的远程控制与调节。LED智能照明控制系统的核心即改善建筑照明质量，满足多元化的用户体验，其集中控制管理克服了传统照明单一控制、管理落后和“长明灯”现象等诸多缺陷，是未来发展的主流。

1.2  ZigBee版LED智能照明系统定制的背景

    ZigBee这一短距离双向无线通信技术，主要适用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备，在工业自动化控制、智能建筑、消费电子和自动抄表等领域都有着广泛的应用前景。是目前嵌入式应用的一个大热点，（具体详见下文附录）。

    晶控，深耕智能化控制领域近10年，拥有成熟的研发经验和强大团队实力，早在今年年初即推出ZigBee模块二次开发的合作项目，只要双方开放各自的应用接口，即可实现产品的ZigBee智能升级；同时晶控的ZigBee模块自带MCU，用户可以通过编程将模块打造成自身的无线串口模块，并且可以自定义数据传输格式，让原始设备制造商（OEM）也能够轻松设计出支持ZigBee协议的完整系统，确保认证产品达到ZigBee应用的要求，与市场同类产品相比具有更强大的功能和性价比。

    本期ZigBee版LED调色温调光灯，就是上述ZigBee模块合作定制的实例之一。首先LED照明系统要实现智能化，必须实现其网络化，而ZigBee无线传感网络技术以IEEE802.15.4协议标准为基础，具有全自动组网、近距离、低速率、低成本、低功耗等诸多优势，是LED照明系统智能化升级的首选。该款LED灯正是基于ZigBee无线传感网络的LED智能照明系统的研究，实现了“LED无级调色温、LED无级调光、ZigBee无线自组网、APP客户端集中管理”等设计目标。升级完成后即可通过手机端、PC端对产品进行远程控制，并能实时查看产品的工作状态，有效提升产品附加值。 

    LED与ZigBee无线传感网络技术的结合，将给照明系统“网络化、智能化、节能化”的数字家园带来了广阔的发展空间和应用前景。随着用户对LED照明品质的要求日益提高，该案例技术在智能建筑、智能家居行业具有市场竞争力，应用前景广阔。总而言之，ZigBee版的LED智能照明控制系统是我们生活中常用、基础的系统之一，它的无线化、网络化、智能化与绿色节能无疑会给我们的社会与生活带来深远的影响。下文我们将详细剖析该定制产品的研发及技术情况。

 
 
二、LED照明光源技术动态

    照明光源（Illumination Source）是指用于楼宇建筑物内外照明的人工光源。根据光产生原理的不同将照明光源分为热辐射、气体放电和半导体三大类。第四代新型光源LED与传统照明光源的综合性能比较如表2-1所示，LED与传统照明光源的光效对比如图2-1所示。
 

 

 
    热辐射光源利用光辐射原理，将辐射体钨丝通电加热至高温热辐射发光，包括白炽灯、卤钨灯，色温在2800~2900K左右，额定寿命短（约1000~1500小时），灯丝极易氧化，耗能严重，有用功仅为10%左右，其余均转化为热能。但灯具结构简单、使用方便、价格低廉，目前市场普及率仍非常高，年生产数量巨大。

    气体放电光源利用气体放电原理，在电场作用下使电流通过气体时发光，包括荧光灯、高压钠灯、高压汞灯等，其中荧光灯发光效率高，额定寿命为1500～10000小时，且体积小、结构紧凑，是室内照明的良好选择；后三者发光功率大，额定寿命为5000~12000小时，但由于它们均存在高温辐射，长期热沉积使灯具光照衰减，且灯具内含有汞、钠等污染元素。

    半导体光源LED（Light Ewiting Diod）是将有机树脂和半导体材料、金属材料封装的固态器件，是低压直流驱动的冷光源，属于第四代新型光源。其具体优势为：一、LED光源发光效率高，可达到50~200流明/W，且无需过滤，单色性好无色差；二、LED节能环保，单管功率仅为0.03~0.06瓦，同等照度下耗能仅为白炽灯的1％、荧光灯的50％；三、LED封装结构抗震抗碎，且照明寿命长久，平均可达10万小时以上；四、LED安全环保，无热辐射、冷光源、低压直流驱动，无汞钠等污染元素。

    鉴于LED光源在绿色低碳、节能环保方面的明显优势，无论全球国际半导体巨头，还是中国市场的照明厂商都纷纷借机切入LED光源照明领域，瞄准LED智能照明控制系统的解决方案，欧美国家的智能建筑、家庭自动化早已开始普及和推广成熟的LED智能照明控制系统。
 

三、ZigBee无线自组网络的技术性能比较

    无线传感网络WSN（Wireless Sensor Network）是由大规模、自组织、多跳、动态性的传感器节点所构成的无线网络。无线通信（Wireless Communication）是利用空间中的电磁波信号实现数据信息的交互方式，按传输媒介分为光通信、微波通信、声波通信等；按频段分为卫星频段、ISM频带、陆地频段、航空频带等；按协议标准分为ZigBee、Wi-Fi、WLAN、Bluetooth、WiMAX、UWB、WUSB、GPRS等。无线传感网络具体如何选择协议标准，需从应用场合、应用目的等多角度考虑，综合比较它们的性能、成本、功耗等各方面的优劣势。短距离无线通信技术性能比较如表3-1所示。
   
    ZigBee国际联盟成立于2001年8月，制订了基于IEEE 802.15.4协议的ZigBee双向无线通信技术，安全可靠，适用于868Mhz、915Mhz或2.4Ghz的ISM频段。我国均采用2.4Ghz频段，是全球通用、免付款、无需申请，传输速率为250Kbps/s，增加RF前端功率芯片后，通信距离达1~3km，具有应用前景。
 

    无线通信技术的信噪比抗干扰性能测试如图3-1所示，横坐标为信噪比（SNR dB），纵坐标为误码率（Bit Error Rate），误码率一信噪比曲线足以说明在低信噪比的环境下，ZigBee无线传感网络具有超强的抗干扰性能。与WiFi、蓝牙Bluetooth等其它无线通讯技术相比，ZigBee起步较晚，不过却是“后起之秀”。
 

 
    ZigBee凭借自身具备近距离、自组织、低速率、低成本、低功耗等独特优势，必将成为无线传感网络的选择之一。ZigBee无线传感网络技术优势：
1．低速率、自由频段：三个ISM可选工作频段，欧洲采用868MHz频段，速率20kbps；美国选用915MHz频段，速率40kbps；而我国选用2.4GHz频段，速率250kbps，全球通用、免付费、无需申请。
2．网络节点无限扩展：网络层分配地址采用分布式寻址方案，一种64位MAC长地址，由IEEE分配，全球唯一，可以容纳65535个节点；另一种是16位网络短地址，由父节点分配，当前网络中唯一，可容纳255个节点。
3．短距离、覆盖面广：RF收发天线可采用单端非平衡倒F型PCB天线，室内有障碍空间端到端的通信距离约为10～100m，若附加CC2591距离扩展器模块可增加至1~3km，且满足多节点自组网实现数据多跳传输，满足收发距离要求。
4．低功耗：收发模式均为mW级别，非工作时间为超低功耗休眠模式，普通5号电池的即可长时间连续续航，这是其他无线通信技术望尘莫及的。
5．安全可靠：采用冲突避免载波多路侦听技术（CSMA-CA），避开数据传输的竞争与冲突；模块采用自组网、动态路由的通信方式，保证了数据传输的可靠性；采用全球唯一的64位身份识别，并支持AES-128 加密，具有高保密性。
6．时延短：休眠激活时延仅为15ms，设备搜索时延仅为30ms，信道接入时延仅为15ms，保证了数据传输的正确性，进一步降低了设备模块的功耗。

    ZigBee无线传感网络的显著优势使它在工业自动化、远程控制等拥有大量终端节点的设备网络中得到广泛应用，在其他相关领域也得到辐射与普及，例如智能建筑、家庭自动化、社区安防、环境检测、煤气水电抄表等现代化领域。

 四、ZigBee版LED定制案例的功能需求

4.1硬件设计要求
1．标准化硬件、易扩展：参照ZigBee联盟规范设计ZigBee模块、PWM调光、RF射频电路和PCB天线，保证不同厂商之间的ZigBee通信模块可以整体替换，系统完全兼容，扩展性好，降低LED智能照明系统整合难度。
2．LED驱动调光集成：贴片设计，缩小驱动器PCB板体积，与LED灯具集为一体，满足用户即插、即换、即用，方便安装、实用美观。
3．脉冲恒流驱动：要充分发挥LED节能、调光、调色温等优势，驱动器至关重要，精准控制电流脉冲频率和占空比实现PWM无极调光，达到合理照明度。
4．稳定节能：一方面要求LED照明灯具节能省电，减少电能消耗；另一方面要求LED实现PC或手机客户端的远程登录，集中控制与管理，实现智能PWM无级调色温和调光。
5．可靠稳定：照明环境现场，难免不会受到外界信号干扰（WiFi、蓝牙、红外等），要求ZigBee模块的信噪比抗干扰能力突出，也要求无线发射和接收模块的通信距离满足室内无线组网条件，保证通信稳定。
 
4.2软件设计要求

1．遵循协议规范：ZigBee模块的软件完全遵循ZigBee协议规范和模块化设计，具备良好系统兼容性；数据格式一致，提高传输质量和稳定性，减少时延。
2．全自动组网：ZigBee无线传感网络实现全自动组网，组网灵活方便，具备自我修复能力；用户可以任意添加、删除ZigBee模块，所有模块均可设置为协调器、路由器或终端设备；模块合理布局，保证网络覆盖面积广，无通讯盲区。
3．时钟控制：利用CC2530芯片时钟管理单元，实现对LED智能照明系统中的LED灯具进行分组同步控制（同步性好、无滞后）和延时控制（延时指定时间）。
4．动态路由：路由器依照路由查询、路由维护等命令动态维护路由表，源节点和目标节点之间数据传输路线不唯一，具备“路由重选”功能，提高通信可靠性，降低路由开销和能量开销，缩短平均时延，提高环境适应能力。
 
4.3 功能设计要求
1．PWM无级调色温：可以从3000K(暖色)~6000K（冷色白光）之间进行无级调色温，根据不同的场景要求任意切换并满足想要达到的灯光色彩效果，LED产品亮度高、功率低，更节能环保省电。
2．PWM无级调光：实现PWM线性无级调光，避免现场光照度发生大幅度突变，有利于营造舒适的照明环境，节约电能，延长LED额定寿命，保证光照度始终维持在用户预设值附近，改善照明质量。
3．情景模式设置：根据用户个性需求，通过灵活多变的情景模式，对LED灯具进行任意百分比色温、百分比亮度、情景模式分组，变化出绚丽多彩的照明模式，包括全开、全关、延时、小夜灯、节日、会客等复杂模式，展现LED智能照明系统的优势。
 

五、ZigBee版LED定制案例的方案选择
5.1. LED驱动实现
    作为绿色环保、节能的第四代新型光源，LED是低电压（2V~3.6V）、大电流（200mA~1500mA）的半导体器件，其发光强度取决于LED光源的正向电流，当正向电流过大会导致LED芯片结温大
幅升高，光通量大幅衰减，寿命也大打折扣；当正向电流过小会导致LED发光强度大幅下降，严重影响LED照明质量。

    LED驱动器的方案设计是核心技术，至关重要，虽然只占控制系统的很小比例，但其综合性能的好坏直接影响整个LED智能照明系统的稳定性。LED驱动电路除了要满足安全可靠性外，对效率要求也十分苛刻，要充分体现出其高效节能与长寿命的独特优势。目前，国内外市场上LED普遍采用直流驱动： 

1．方案一：LED电阻限流驱动
在LED电源回路中串接可调电阻R，通过改变其阻值实现限流驱动。该方案电阻耗能大，节能效率低，受电源变动影响较大，不适合驱动大功率LED。

2．方案二：LED恒压驱动
在LED电源回路中使用稳压元件，端电压不变，输出电流随LED负载变化；通过调节合适阻值的串接电阻保证LED照明度一致，耗能严重，不宜采用。

3．方案三：LED恒流驱动
LED的端电流恒定不变，端电压随负载变化；精确控制LED正向电流的脉冲频率与占空比，实现恒流驱动；间歇脉冲供电，延长了大功率LED额定寿命。
综上所述，LED恒流驱动方案最佳，因此该ZigBee版LED定制方案选择方案三。
 

5.2.  LED调光实现

    调光技术对于LED智能照明控制系统至关重要，随着环境参数变化智能调节LED光照度，有利于营造舒适的照明环境，减少“长明灯”现象，节约电能，延长LED额定寿命。 

1．方案一：直流电源正向电流调光
    LED照明度是与正向电流近似成正比，改变与LED负载串联的电流检测电阻值实现调光。该方案在调光瞬间会导致色谱偏移、色温变动，且无法实现精确准确调光；LED长时间工作于低亮度状态导致效率大幅下降，LED温度骤增而报废。

2．方案二：交流电源双向可控硅（双向晶闸管）调光
    适用于白炽灯、荧光灯等传统灯具调光，切割交流电正弦波改变其有效值实现LED调光。该方案缺陷在于导通瞬间对电网造成严重的高次谐波干扰，且高次谐波抑制电感开通瞬间产生音频噪声污染。

3．方案三：直流电源PWM脉冲调光
    LED属于二极管，可实现高频开与关，实现PWM脉冲调光。PWM调光无色谱偏移，调光准确度高达万分之一，且无LED闪烁现象；PWM调光维持恒流源驱动，无过热现象。
综上所述，PWM调光方案最佳，因此该ZigBee版LED定制方案选择方案三。
 

5.3.    ZigBee协议栈实现

5.3.1.   ZigBee 节点类型与网络拓扑

1．ZigBee节点类型
    在ZigBee无线传感网络中存在两种物理设备类型：全功能设备(Full Function Device，FFD）和精简功能设备(Reduced Function Device，RFD)，两者相辅相成，紧密配合，共同完成无线传感网络的通信。

    全功能设备FFD具备的功能特性完整、齐全，支持ZigBee协议标准规范的所有性能特征。FFD可作为协调器节点或路由器节点模块使用，具备控制器的存储、计算能力，实现数据发送、数据接收和路由选择等功能，与任何其他设备节点进行双向无线通信，所以FFD将消耗更多的能量和内存资源。

    精简功能设备RFD只具备局部特性。RFD只能作为终端设备节点模块使用，只负责终端的数据采集并将其转发至上级FFD节点，只能与FFD节点完成通信，禁止与RFD节点通信，内存资源要求不高。
 

 
    按ZigBee节点模块按组网功能可分为Coordinator、Router和End-Device。ZigBee网络由一个Coordinator以及若干Router和End-Device组成，如图5-1所示。

    协调器节点（ZigBee Coordinator，ZC）包含ZigBee网络的所有数据信息，存储容量大，数据处理能力强；整个网络中具有中唯一性，且必须为全功能设备FFD，负责节点上电、网络启动与配置，选择网络标示符（PAN ID）和通信信道（Channel），建立ZigBee网络，等待新节点入网，并分配16位短地址。

    路由器节点（ZigBee Router，ZR）必须是全功能设备FFD，成功入网后，获取16位网络短地址；负责路由发现与选择、路由建立与维护，并允许其他设备节点的入网或离网，可作为远距离通信的数据中转站，实现数据的多跳透传。

    终端设备节点（ZigBee End-Device，ZE）为精简功能设备RFD或全功能设备FFD，无路由功能，只能加入或离开ZigBee网络，只能与上级父节点实现双向通信，获取或转发相关信息，常处于有睡眠或激活工作模式，超低功耗。

2．ZigBee网络拓扑方案
    ZigBee 无线传感网络支持多种网络拓扑结构如图5-2所示，包括星形（Star）、树状（Tree）、网状（Mesh），有且仅有一个全功能设备FFD作为协调器节点，路由节点和终端设备节点的数量若干，由用户自我配置。

 
    星形拓扑结构由中心向四周辐射，只包含唯一的Coordinator和若干End-Device。Coordinator作为控制核心负责ZigBee网络的启动、配置与维护；End-Device负责数据采集。星型拓扑网络结构简单，无需执行大量上层协议与路由操作，便于管理，但要求所有End-Device必须在Coordinator通信半径之内，极大限制了网络覆盖面积，且路由路线单一，极易导致网络拥堵与数据包丢失。

    树状拓扑结构包含唯一的Coordinator和若干星形拓扑，是对星形拓扑的扩展与延伸，数据转发均通过树状路由完成；继承了星形拓扑的简单性、路由操作少、存储器要求不高等优势，同时又增强了数据多跳传输，避免了星形拓扑覆盖面积不足的劣势。但树状拓扑仅依靠树状路由作为唯一骨干网络，也极易造成拥堵或瘫痪。为此，树状拓扑定期进入休眠模式，降低功耗，延缓拥堵。

    网状拓扑结构包含唯一的Coordinator以及若干Router和End-Device，是对树状拓扑的升级与完善，允许通信半径内的FFD设备两两任意通信，Router均具备“路由重选”功能，动态维护路由表，提高了网络的环境适应能力，缩短了平均时延，数据转发更加安全可靠，但必然将花费设备节点更多的内存资源。
 

5.3.2  Z-Stack协议栈架构

    Z-Stack协议栈是ZigBee无线传感网络中各层协议的总和，形象的反映了无线传感网络中数据文件传输的完整过程：由上层协议到底层协议，再由底层协议到上层协议。Z-Stack是基于IEEE 802.15.4标准协议的精简网络模型，即IEEE 802.15.4定义了最底层的物理层（Physical Layer，PHY）和媒体介质访问层（Medium AccessControl Layer，MAC）；ZigBee联盟定义了网络层(Network Layer，NWK)和应用层(Application Layer，APL)。其中，网络层实体包含数据实体（Network Layer Data Entity，NLDE）和管理实体（Network Layer Management Entity，NLME）两部分；应用层包含应用支持子层(Application Support Sub-layer，APS)和ZigBee设备对象(ZigBee Device Object，ZDO) ，用户可以根据终端需要对应用层进行定制开发。Z-Stack协议栈体系结构如图5-3所示。
 

 
    Z-Stack协议栈由一系列的层模块（PHY、MAC、NWK、APL）搭建而成，分层结构使各层协议之间相对独立、结构合理、简单紧凑、脉络清晰。每个层模块负责对Z-Stack协议栈的局部进行规范和标准化，并完成该层辖区内规定的任务，也向上一层模块提供特定服务，完成上下层模块间的通信：数据服务实体（NLDE）提供数据传输服务，允许应用程序传输应用协议数据单元；管理实体（NLME）提供其他剩余管理服务，如配置设备、启动网络、节点入网或离网、地址分配等。每个服务实体凭借对各层模块的服务接入点(Service Access Point，SAP )为其上层模块提供服务接口，每个服务接入点均通过一系列的服务原语来实现所对应的功能。

 

5.3.3  ZigBee原语与操作系统任务调度OSAL方案

1．ZigBee原语
    ZigBee协议栈标准规范定义了一系列服务原语，其分层结构要求各层模块，通过相应的服务接入点(Service Access Point，SAP )，为上一层模块提供唯一的服务接口，又通过对服务原语的调用来实现具体的服务内容。一方面，分层结构要求协议栈的各层模块相对独立的运行，结构清晰明朗；另一方面，ZigBee协议栈又是一个有机的整体，各层模块的独立运行并不代表各层之间失去所有联系。服务原语的调用实现了协议栈层与层之间的信息共享、信息交互，为ZigBee设备准确无误的协同作业提供了条件。协议栈层模块之间服务原语的关系图如图5-4所示。
 

 
（1）Request（请求原语）：是上层N1用户向本层N用户请求指定的服务。 
（2）Confirm（确认原语）：是本层N用户对上层N1用户发出的请求原语的确认。 
（3）Indication（指示原语）：是本层N用户发给上层N2用户，指示N的内部事件。 
（4）Response（响应原语）：是上层N2用户对本层N用户的指示原语的响应[28]。

2．ZigBee操作系统任务调度OSAL方案
    Z-Stack协议栈中各层的服务原语多达数十或上百条，是一个多任务软件程序，需要设计一个操作系统抽象层OSAL的协议栈调度程序，并采用操作系统的思维与任务轮转查询机制来完成多任务的调度，避免任务间的紊乱。操作系统任务调度OSAL是一种多任务的分配资源机制，搭建简单的多任务操作系统。ZigBee操作系统任务调度OSAL方案如图5-5所示。
    首先，OSAL初始化系统，包括系统初始化和资源初始化，其中系统初始化是OSAL任务表、任务结构体、序列号等变量初始化；资源初始化是对内存、中断、NV等设备资源初始化。再则，OSAL通过osal_add_task添加任务事件到任务表中，形成一个以高低优先级排序任务链表。最后，OSAL开始执行轮转查询机制，以死循环模式不断地查询任务事件的发生，并根据软件预设的任务优先级高低依次进入中断程序处理对应事件；若没有任务事件准备就绪，ZigBee系统将进入超低功耗模式。
 

 

 

六、ZigBee版LED定制案例的软硬件平台实现

6.1. 硬件平台搭建

6.1.1. 酷炫先锋智能家居控制主机--KC868-F
（1） KC868-F主机参数： 
Ø  产品尺寸：205*150*30 mm
Ø  工作电压：DC9V 
Ø  静态功耗：＜0.5W 
Ø  材    质：阻燃ABS 
Ø  通信距离：RF射频315MHz，空旷环境距离＞4000m 
Ø  射频协议：2262编码和1527编码 
Ø  GSM网络：850/900/1800/1900MHz   四频网络，全球通用 
Ø  工作温度：-20℃~70℃  
    工作湿度：20%-90% 

 
（2）KC868-F主机功能： 

•  多运行平台：支持Window7、Window8、WindowXP、IOS 系统、安卓系统；
•  315MHz无线射频信号接收/发射功能、2.4G ZigBee无线信号接收/发送；
•  情景模式功能；
•  无线传感器触发联动功能；
•  触发联动、定时联动模式功能；
•  RS232串口，发送指令控制。

 

（3）主机与路由器的连接方式：
    第一次使用主机时，将主机插上标配电源。当主机的黄灯常亮后，表示主机启动成功。用平行网线将主机接入路由器。主机网线连接如图6-3所示。

 6.1.2 ZigBee标准化通信模块

(1) 主要特性:

供电方式可选

• 3.3V直流供电
• 5V直流供电

高性能，低成本

• 载频频率2405–2480 MHz，为全球免费频段；
• 发射功率可达100mW（20dBm），发射功率软件可调；
• 接收灵敏度 -103dBm (BER=1%)；
• 空中传输速率高达250kbps；
• 视距情况下，可靠传输距离可达 1000m。

高级网络和安全

• 丢包重发机制和ACK机制；
• 多通道通信，根据环境自动选择可靠频道通信；
• DSSS（直接序列扩频技术），有效的抗同频窄带干扰；
• 每个直接序列通道覆盖65000 个唯一网络地址；
• 自带16位CRC 校验，能有效检错；
• 基于QPSK 的调制方式，采用高效前向纠错信道编码技术，提高了抗干扰的能力；
• 支持点对点，点对多点和对等网络；
• 实现自组网，自动路由，自我诊断，容错网状网络。

 使用简易

• 模块提供UART 接口；
• 波特率出厂为9600bps，8位数据位，1位停止位，无校验； 
• 体积小、重量轻；
• 采用SOC，外围电路少，可靠性高，故障率低；
• 鞭状天线，IPX天线连接座等多种天线连接方式。

 
(2) ZigBee标准通信模块管脚定义:

 

 6.1.3.LED驱动器与ZigBee控制转接小板

（1）ZigBee控制转接小板

 
    LED驱动器的ZigBee控制转接小板上用以焊接ZigBee标准模块，4个pin引脚分别为GND、PWM1、PWM2、VCC。转接小板为ZigBee标准模块提供5V直流电源，同时ZigBee标准模块输出2路可任意调百分百%的PWM信号，对LED进行无级调色温和无级调光。

 
    LED调光调色驱动电源输入100~240V，50/60HZ，为ZigBee控制转接小板提供12V直流电源，也为LED灯珠提供12V电源。同时LED调光调色驱动电源还将ZigBee控制转接小板引出的2路PWM信号传输给LED灯珠，进行LED进行无极调色温和无极调光。
 

 

6.2. 软件平台搭建

PC客户端登录与LED调色温调光控制界面

 
    登录界面填写内容如下：
（1）语言：Chinese(简体中文)和English 
（2）用户：管理员或普通用户。 
Ø   管理员拥有PC客户端软件的全部功能权限；普通用户只能进行设备的控制操作； 
Ø   PC客户端登录方式可以选择管理员和普通用户；手机或平板客户端登录方式只有普通用户。   
（3）地址：填入主机网络参数中的IP地址，默认：192.168.1.200 (必填) 
（4）密码：出厂设置默认密码：12345678 (必填) 
（5）端口：填入主机网络参数中的端口号，默认：4196  (必填) 
（6）主机ID：填入主机包装壳上ID 序列号  (必填) 
（7）记住密码：被勾选，即可让客户端记住密码，下次登录无需重复输入。 
（8）自动登录：被勾选，双击控制软件图标后，自动进行登录，而无需手动再次点击“登录”按钮。 
（9）数据同步：被勾选，登录时，将主机内的配置数据读出至PC客户端，使PC客户端与主机内的信息同步。

 

 
 
附录.
一、《ZigBee应用领域》

    除LED灯等小家电的智能升级外，ZigBee技术还广泛应用于以下领域，如果您所处的行业恰巧吻合，且产品需要智能升级或面临技术瓶颈等问题，欢迎来电咨询！Tel: 0571-56050300  QQ:420951892

1、消费性电子设备：电视、录像机、DVD、 CD机、无线电话按键、运动和休闲器械等电器的远程遥控。 
2、电脑外设：无线键盘、鼠标、游戏操纵杆、无线耳机。 
3、医疗设备控制：医用传感器、病人的紧急呼叫按钮等，实时监测病人的血压、体温和心跳速度。 
4、工业控制装置：危险化学成分的检测、火警的早期检测和预报、高速旋转机器的检测和维护等，利用传感器和ZigBee网络使数据的自动采集、分析和处理将变得更加容易。 
5、交互式玩具：玩具、游戏机等游戏器具。 
6、个人健康监护：监视、诊断、传感器。 
7、家庭和建筑物自动化设备：安保系统、采暖通风和空调系统、照明、烟火检测器、抄表系统、无线报警、厨房机械、窗帘遥控器。 
8、农业自动化：利用传感器和ZigBee网络，使用更多自动化、网络化、智能化和远程控制的设备来耕种，如传收集土壤湿度、氮浓度、PH值、水量、温度、空气湿度和气压等信息，进行环境监测、水利水文监测。 
9、汽车应用：配合传感器网络报告汽车所有系统的状态。 
10、资产跟踪应用：产品运输、产品跟踪、存储较大物品和财产管理。 
11、军事应用：战场监视和机器人控制。
 

二、《晶控Zigbee产品大全》

   目前我司已研发出的ZigBee产品如下，由于下列产品通信协议是我司在国际标准通信协议基础上，自主研发的智能家居通讯协议，因此可配合二次开发；同时开关、调光面板的图案、颜色丰富多样，支持个性化定制，满足用户多元需求。

ZigBee灯光面板 

    目前ZigBee灯光面板的颜色分为白色和香槟色，有1路、2路、3路灯光控制面板可供选择，适用于家庭、办公、医院和酒店等场合，是当前面板的主流。

ZigBee调光面板 

    ZigBee调光面板的颜色分为白色和香槟色，面板的图案、颜色丰富多样，支持个性化定制。

ZigBee开合型窗帘电机 

    ZigBee开合型窗帘电机可以提供单轨、双轨窗帘电机的个性定制。

 

ZigBee温湿度 

    与普通温湿度产品相比，Zigbee无线温湿度传感器具有自组网功能，可将其他ZigBee产品作为信号中继，从而扩展了与主机的通信范围；同时它无需对码学习，简单易用；因其独特的专业性能，Zigbee无线温湿度传感器可广泛应用于住宅、办公、医院（如育婴房等）、农业（如蔬菜、瓜果大棚等）、植物园等场所。
    由于此传感器的通信协议是我司在国际标准通信协议基础上，自主研发的智能家居通讯协议，因此可配合二次开发。

ZigBee空气质量检测仪U-air

    目前，PM2.5(细颗粒物)已成为各国衡量空气污染造成的健康风险明显的指标之一。为了改善室内空气质量，提高人们生活品质，我们基于ZigBee协议设计了一款多功能空气检测仪--U-air智能空气魔盒，主要用于检测室内环境的PM2.5和温湿度值。

    本产品无需对码学习，简单易用，当它与主机配合使用，即可让用户通过手机、电脑、平板电脑等移动终端，远程实时查看家中的空气状况；一旦PM2.5超标即显示警示灯，并联动配合情景模式，如向用户发送报警信息，开启空气净化器、空气清新机、新风系统等设备，从而智能优化室内环境，为您和家人的健康保驾护航。 U-air智能空气魔盒应用广泛，特别适用于有孕妇、老人、儿童、婴儿的家庭，有哮喘、过敏性鼻炎、花粉过敏症等敏感人员的居所以及医院、写字楼、会所、酒店等场所。

    由于此产品的通信协议是我司在国际标准通信协议基础上，自主研发的智能家居通讯协议，因此可配合二次开发。

ZigBee智能家居控制主机KC868-F

    技术上，酷炫先锋同时支持全新Zigbee技术和无线射频，让用户集中控制灯光、窗帘、电视、空调、影音、安防等设备之余，更可以远程实时查看电器的工作情况；外形上，酷炫先锋采用黑白高光磨砂工艺 ，边角流线弧度设计，时尚简约、典雅大方，与现代家居装饰风格相得益彰。酷炫先锋功能涉及智能照明控制、智能家电控制、家庭能源管理、家庭安防监控、家庭环境调节等多个领域，同时增设串口通信功能，主机软件操作界面亲切人性化，可在手机/平板/电脑上操作，并支持远程、定时及自定义操控 ，是杭州晶控电子智能家居主机的优秀之作。  
  

温馨提示：
    上述ZigBee产品暂时只能与我司智能家居主机KC868-F组网使用，更多ZigBee产品目前正处于研发阶段，不久将一一面市，敬请期待！
 
三、《合作流程》

    第二步：根据您的需求我们提出具体的解决方案，并评估元器件成本和开发费用。
    第三步：客户对方案进行开发周期以及开发费用的确认。
    第四步：项目定金支付，一般为项目总额的60%。
    第五步：项目（产品）验收。
    第六步：项目达到要求，客户结算余款。