CN106091254A - 一种基于ZigBee技术的空调自动断电系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于ZigBee技术的空调自动断电系统及方法，包括ZigBee终端节点模块、ZigBee协调器模块和温度传感器，所述温度传感器与ZigBee终端节点模块连接，所述ZigBee终端节点模块无线连接ZigBee协调器模块，所述ZigBee协调器模块分别连接有按键模块、显示屏和空调开关，本发明不仅可以应用于空调断电，还可以控制加湿器、风扇、电灯等设备，比传统的红外通信可靠性提高了70%左右。

Description

一种基于ZigBee技术的空调自动断电系统及方法

技术领域：

本发明涉及空调自动断电技术领域，尤其涉及一种基于ZigBee技术的空调自动断电系统及方法。

背景技术：

现有的空调遥控采用的是红外遥控技术。IrDA(红外线数据通信)是点对点的数据传输协议，通信距离一般在0到1米之间，传输速率最快可达16Mbps，通信介质为波长900纳米左右的近红外线。其传输具备小角度(30度锥角以内)，短距离，直线数据传输，保密性强，传输速率较高的特点，适于传输大容量的文件和多媒体数据。并且无需申请频率的使用权，成本低廉。IrDA已被全球范围内的众多厂商采用，目前主流的软硬件平台均提供对它的支持。

然而IrDA的不足在于它是一种视距传输，2个相互通信的设备之间必须对准，中间不能被其他物体阻隔，因而只适用于2台(非多台)设备之间的连接。现有的中央空调控制系统，还是单机的红外控制系统都无法可靠的控制空调，无法避免传统用电方式的管理落后、能源浪费等缺点。

发明内容：

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供了一种基于ZigBee技术的空调自动断电系统及方法。

本发明的一种基于ZigBee技术的空调自动断电系统，包括ZigBee终端节点模块、ZigBee协调器模块和温度传感器，所述温度传感器与ZigBee终端节点模块连接，所述ZigBee终端节点模块无线连接ZigBee协调器模块，所述ZigBee协调器模块分别连接有按键模块、显示屏和空调开关。

优选的，所述ZigBee终端节点模块、ZigBee协调器模块均为基于ZigBee 2007协议的CC2530F256芯片。

优选的，所述显示屏为0.96寸的OLED12864显示屏。

优选的，所述温度传感器的分辨率为12位，输出的温度为摄氏温度。

优选的，所述按键模块为一块功能底板，所述功能底板上设有三个按键。

本发明的一种基于ZigBee技术的空调自动断电方法，包括以下步骤：

（1）将ZigBee终端节点模块及ZigBee协调器上电初始化后，发现附近的网络并加入网络；

（2）加入网络成功，则进入事件的轮询模式，温度传感器开始采集温度数据；

（3）将采集到的温度数据通过ZigBee终端节点模块发送给ZigBee协调器模块；

（4）ZigBee协调器模块接收数据并判断温度阀值，控制继电器的通断，并在显示屏上显示温度数值。

本发明有益效果：ZigBee技术的自动断电系统不仅可以应用于空调断电，还可以控制加湿器、风扇、电灯等设备，只需要在终端加上相应的传感器就可以实现相应的功能。本发明创新点在于采用ZigBee技术保证了双向通信的可靠性，比传统的红外通信可靠性提高了70%左右。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明系统的结构示意图；

图2为按键模块流程图；

图3为ZigBee终端节点模块流程图；

图4为ZigBee协调器模块流程图。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1-4所示，本实施例的一种基于ZigBee技术的空调自动断电系统，包括ZigBee终端节点模块、ZigBee协调器模块和温度传感器，所述温度传感器与ZigBee终端节点模块连接，所述ZigBee终端节点模块无线连接ZigBee协调器模块，所述ZigBee协调器模块分别连接有按键模块、显示屏和空调开关。

具体地，本系统所采用的ZigBee模块，是基于ZigBee 2007协议的CC2530F256芯片，其内部集成了增强型8051内核可作为CPU。该芯片有21个数字I/O引脚，可作为通用I/O端口使用，用来控制外部传感器等设备。所有的I/O口在输入时有上拉和下拉的能力和响应外部中断的能力，外部中断可以唤醒休眠模式。其中P0和P1为8位口，P2为5位，所有端口都可以实现位寻址和字节寻址。有2个串行通信接口USART0和USART1，它们分别运行于异步模式或同步模式。

具体地，本系统采用的显示屏是0.96寸的OLED12864，LCD12864是128×64行点阵的OLED单色、字符、图形显示模块，其分辨率为128*64。

具体地，本系统采用的温度传感器的分辨率为12位，输出的温度为摄氏温度。温度传感器对温度进行检测并采样后，读取温度值，然后再发送一个温度转换命令，接着再次对温度传感器进行初始化，然后发送读暂存寄存器指令，就可以得到温度值。单片机在读取温度值时，一次读取2个字节，共16位，只要将测得的低11位数值乘以0.625就可以得到实际温度值。

具体地，本系统所用的按键模块是ZigBee CC2530配套的功能底板，上面总共有三个按键，一个复位键，两个按键S1和S2分别连接在P0_1和P2_0上。按键处理方式采用的是轮询。S2作为功能选择按键，用来选择功能，按键功能包括：（1）温度下限调小；（2）温度下限调大；（3）温度上限调小；（4）温度上限调大。S1作为设置温度上下限值按键，调节温度值的加减。每按一次S2按键时，计数变量sampleFun的值会自加1，sampleFun的值分别对应上述的按键功能的序号，根据sampleFun的值可以选择需要的功能。选择好功能后，按下S1对温度阈值进行自加或自减操作，以此来设置温度的上下限值。温度的阈值最大为50，最小为1，并且温度下限值必须小于等于温度的上限值。

具体地，本系统使用的0.96寸OLED带汉字字库的12864显示屏模块，内置国际GB2312码简体中文字库和128个字符。采用四线串行方式，在这种模式中，每个数据长度都为8位。写时序每次发送字节信息的大小都是为3，第1个字节是命令控制字，第2个字节是命令或数据的高四位，第3个字节是命令或数据的低四位。写命令时，设置DC引脚为低电平，并给D1赋值命令值，再设置D0为上升沿。写数据时，设置DC引脚为高电平，并给D1赋值命令值，再设置D0为上升沿。D1中的值在每次时钟上升沿时被转移到移位寄存器中。移位寄存器中，每八个时钟或数据字节将被写入图形显示数据存储器或指令寄存器。

在显示屏上显示16*16像素点的汉字，需要借助字模软件来对汉字进行编码。对所需要的汉字都利用字模软件生成编码，放到汉字字表数组table_hanzi[]中，对于字表中找不到的汉字就显示成两个空格。直接调用HalLcdWriteString()函数，设置需要显示的字符串和显示的行数，就可以在显示屏上看到显示的结果了。

本实施例的一种基于ZigBee技术的空调自动断电方法，包括以下步骤：

（1）将ZigBee终端节点模块及ZigBee协调器上电初始化后，发现附近的网络并加入网络；

（2）加入网络成功，则进入事件的轮询模式，温度传感器开始采集温度数据；

（3）将采集到的温度数据通过ZigBee终端节点模块发送给ZigBee协调器模块；

（4）ZigBee协调器模块接收数据并判断温度阀值，控制继电器的通断，并在显示屏上显示温度数值。

具体地，ZigBee的终端节点上电初始化后，发现附近的网络并加入网络。加入网络成功，则进入事件的轮询模式，温度传感器开始采集温度，然后将采集到的温度通过调用点对点发送处理函数SampleApp_Send_P2P_Message()进行数据的处理，调用数据发送函数AF_DataRequest()发送采集到的温度值，AF_DataRequest()函数中要设置三个参数，分别是buf（数据），len（数据长度）和dstAddr（发送目的地址、端点地址以及传送模式）。

具体地，ZigBee协调器上电初始化后，负责对网络进行配置并建立网络，启动网络成功后，等待终端节点加入网络。当接收到数据后，触发SYS_EVENT_MSG事件下的AF_INCOMING_MSG_CMD进行处理，同时调用了接收数据函数SampleApp_MessageMSGCB(MSGpkt)，SampleApp_MessageMSGCB(MSGpkt)中根据接收到的簇ID进行相关的处理。数据接收完成后，调用自定义LCD显示函数display()和控制函数ctrl()，实现继电器通断的控制。当CC2530的P0_5引脚输出低电平时，继电器断开。P0_5引脚输出高电平时，继电器吸合。

本发明的基于ZigBee技术的自动断电系统不仅可以应用于空调断电，还可以控制加湿器、风扇、电灯等设备，只需要在终端加上相应的传感器就可以实现相应的功能。本发明创新点在于采用ZigBee技术保证了双向通信的可靠性，比传统的红外通信可靠性提高了70%左右。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种基于ZigBee技术的空调自动断电系统，其特征在于：包括ZigBee终端节点模块、ZigBee协调器模块和温度传感器，所述温度传感器与ZigBee终端节点模块连接，所述ZigBee终端节点模块无线连接ZigBee协调器模块，所述ZigBee协调器模块分别连接有按键模块、显示屏和空调开关。

2. 根据权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的空调自动断电系统，其特征在于：所述ZigBee终端节点模块、ZigBee协调器模块均为基于ZigBee 2007协议的CC2530F256芯片。

3.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的空调自动断电系统，其特征在于：所述显示屏为0.96寸的OLED12864显示屏。

4.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的空调自动断电系统，其特征在于：所述温度传感器的分辨率为12位，输出的温度为摄氏温度。

5.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的空调自动断电系统，其特征在于：所述按键模块为一块功能底板，所述功能底板上设有三个按键。

6.一种基于ZigBee技术的空调自动断电方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将ZigBee终端节点模块及ZigBee协调器上电初始化后，发现附近的网络并加入网络；

（2）加入网络成功，则进入事件的轮询模式，温度传感器开始采集温度数据；

（3）将采集到的温度数据通过ZigBee终端节点模块发送给ZigBee协调器模块；

（4）ZigBee协调器模块接收数据并判断温度阀值，控制继电器的通断，并在显示屏上显示温度数值。