基于6LoWPAN的LED智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著LED產(chǎn)業(yè)的興起，計(jì)算機(jī)、通信、無線傳感等技術(shù)的不斷發(fā)展，具有節(jié)能環(huán)保、智能化、人性化等優(yōu)勢(shì)的LED智能照明系統(tǒng)已成為照明的發(fā)展趨勢(shì)。LED燈組成的無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)規(guī)模龐大，IP化過程需要大量IP地址。而無線傳感網(wǎng)絡(luò)與擁有龐大地址資源的IPv6技術(shù)不兼容。本文設(shè)計(jì)基于6LoWPAN的LED智能照明系統(tǒng)，對(duì)實(shí)現(xiàn)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的IP化有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文調(diào)研了基于6LoWPAN的LED智能照明系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，包括IPv6與6

2、LoWPAN技術(shù)、操作系統(tǒng)、RPL路由協(xié)議、ZigBee Cluster Library技術(shù)以及NAPT技術(shù)，提出了由IPv6節(jié)點(diǎn)（LED燈節(jié)點(diǎn)、遙控器等設(shè)備）、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和IPv4節(jié)點(diǎn)（智能手機(jī)、平板等設(shè)備）三類組成的LED智能照明系統(tǒng)架構(gòu)及進(jìn)行軟硬件具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　首先設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于6LoWPAN的IPv6節(jié)點(diǎn)。硬件以CC2530為核心，結(jié)合LED恒流驅(qū)動(dòng)電路形成IPv6燈節(jié)點(diǎn)。軟件部分采用開源的Contiki操作系統(tǒng)，應(yīng)

3、用程序采用Zigbee Cluster Library層，融合uIPv6協(xié)議棧與6LoWPAN技術(shù)實(shí)現(xiàn)IPv6與IEEE802.15.4的兼容，并通過RPL路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)IPv6燈節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)，形成基于IPv6的無線照明網(wǎng)絡(luò)。然后設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)換IPv4與IPv6協(xié)議的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，采用STM32微控制器和CC2520射頻模塊，實(shí)現(xiàn)無線射頻收發(fā)，同時(shí)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行功能模塊劃分，包括IPv6節(jié)點(diǎn)注冊(cè)模塊、RF驅(qū)動(dòng)模塊、轉(zhuǎn)換模塊、雙棧兼容模塊以及IPv4節(jié)點(diǎn)

4、詢問模塊這五個(gè)模塊，并按模塊對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。接著在Android平臺(tái)下，針對(duì)IPv4控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信模塊、界面與功能模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，LED智能照明系統(tǒng)的各類節(jié)點(diǎn)正常工作，基于6LoWPAN的LED智能照明系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了智能化、人性化、節(jié)能環(huán)保的LED智能照明系統(tǒng)。
　　今后進(jìn)一步工作可對(duì)RPL路由協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化和根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)一步簡(jiǎn)化或改進(jìn)系統(tǒng)的軟硬件