一种基于zigbee技术的红外光电控制开关的制作方法

本发明涉及的是短距离无线通讯技术领域，具体涉及一种基于zigbee技术的红外光电控制开关。

背景技术：

现代室内网络使用的短距离无线通讯和处理技术已经是必然的趋势，而短距离的无线通讯技术不仅弥补了传统的网络技术的一些不足，例如拥有足够的灵活性和流动性，还可以避免花费过多的人力和成本在综合布线和采购其他昂贵的通讯模块等方面；智能设备的互联通讯主要以基于802.11协议的Wi-Fi最为普遍，此外还有蓝牙、NFC(RFID)、Zigbee、Z-wave、UWB、IrDA等等，ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术，主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用，相比较其他无线通讯技术协议，Zigbee在中小范围内的智能设备接入具有许多的优势，所以在室内的安防系统中，采用Zigbee可以使该系统在具有最优化成本、达到最大利用效果。

将Zigbee传输技术结合到红外光电开关则使得开关感应设备变得更加智能以及轻便，红外光电开关的检测距离为0.05-10m，并有灵敏度调节及动作前后延时等功能，基于Zigbee技术的红外光电开关可以用于实现对家居设备的智能化控制以及人员安全住行服务，具有财产人身安全防范、电器使用的节能管理、环境舒适度的控制、灯光的控制、灯具寿命的延长等功能，基于此，设计一种基于zigbee技术的红外光电控制开关还是很有必要的。

技术实现要素：

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种基于zigbee技术的红外光电控制开关，结构简单，设计合理，大大节省数据线路的铺设成本，使设备感应现场更为轻便，性能稳定，抗干扰能力强，使用寿命长，安全节能、舒适高效。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于zigbee技术的红外光电控制开关，包括智能网关、Zigbee模块、接收模块、红外传感器、光敏传感器、路灯设备、报警设备和家居灯路，智能网关通过Zigbee网络与Zigbee模块、接收模块连接，Zigbee模块分别与红外传感器、光敏传感器连接，接收模块分别与路灯设备、报警设备和家居灯路连接。

作为优选，所述的Zigbee模块包括Zigbee芯片，Zigbee芯片的44脚、45脚分别接第一电容、第五电容至地端，Zigbee芯片的44脚接17脚，Zigbee芯片的45脚分别与46脚、1脚、2脚、5脚、8脚、10脚、15脚连接，Zigbee芯片的39脚分别接第一电阻、第二电容至Zigbee芯片的1脚、地端，Zigbee芯片的37脚接第三电容至地端，Zigbee芯片的37脚与28脚、23脚、16脚连接，Zigbee芯片的28脚接第四电容至地端，Zigbee芯片的43脚为红外传感器数据输入口，Zigbee芯片的41脚为光敏传感器数据输入口，所述的Zigbee芯片采用EM35XX系列高性能ZigBee系统级芯片；所述的Zigbee模块与用于通讯、烧写程序JLink通讯口连接，JLink通讯口的1脚-10脚分别接Zigbee芯片的28脚、33脚、40脚、34脚、49脚、32脚、35脚、12脚、26脚、27脚，JLink通讯口采用连接器FTSH。

作为优选，所述的Zigbee模块通过信号发射模块与接收模块连接，所述的信号发射模块由发射芯片、天线、第一按键、第二按键、发光二极管和晶振，发射芯片的2脚、3脚、4脚分别接Zigbee芯片的10脚、4脚、3脚，发射芯片的3脚与4脚之间接有第一电感，发射芯片的1脚、2脚分别接第六电容、第八电容至地端，发射芯片的1脚依次接第二电感、第七电容至地端，第二电感与第七电容之间的节点依次接第二电阻、天线至地端，发射芯片的42脚依次接第三电阻、第二按键至地端，发射芯片的29脚依次接第四电阻、发光二极管至地端，发射芯片的13脚依次接第五电阻、第一按键至地端，晶振的1脚、3脚分别接第九电容、第十电容至地端，晶振的1脚、3脚分别接发射芯片的47脚、48脚，晶振采用晶振3225，第一按键、第二按键均采用按键TSA36331，第一按键、第二按键用于绑定与控制，同时也有接入智能网关的作用。

作为优选，所述的红外传感器采用型号为S305A的红外传感器模块，红外传感器模块的1脚分别接第六电阻、第十一电容、第七电阻至红外感应芯片的9脚、11脚、1脚，红外传感器模块的1脚、2脚分别接红外感应芯片的8脚、14脚，红外传感器模块的2脚分别接第十二电容、第八电阻至地端，红外感应芯片的9脚、10脚、5脚、1脚分别接光敏传感器、第九电阻、第十三电容、第十电阻至地端，红外感应芯片的12脚与13脚之间、15脚与16脚之间分别接有第十四电容与第十一电阻的并联电路、第十五电容与第十二电阻的并联电路，红外感应芯片的13脚依次接第十三电阻、第十六电容至红外感应芯片的16脚，红外感应芯片的15脚依次接第十四电阻、第十七电容至地端，红外感应芯片的2脚、8脚分别接第十五电阻、第十六电阻至Zigbee芯片的43脚，红外感应芯片的6脚与5脚之间、4脚与3脚之间分别接有第十七电阻第十八电阻，红外感应芯片的4脚接第十八电容至地端，所述的红外感应芯片采用低功耗红外感应控制芯片LP0001。

本发明的有益效果：(1)基于Zigbee技术的红外光电开关可以通过上位机对其编写程序，既可以实现人体探测用于安全防护，还可以通过光感和人体见检测的结合实现灯光智能控制，达到节能和延长灯具寿命功效。光感检测独立使用也可以用于多路灯具开关或控制开关的远程智能控制；

(2)产品体积小，使用简单，整体轻巧；性能稳定，抗干扰能力强，使用寿命长；

(3)灵敏度高，响应速度快；低功耗，工作效率高且稳定；

(4)运用Zigbee短距离传输技术控制工作模块，减去繁杂的布线工作；

(5)传感器模块与工作模块采用分布式拓扑结构连接，可以无限拓展，单元部分能够独立工作，传输安全性和可靠性较高；

(6)用户操作接口有两种，可以通过传感器类设备检测接口，当检测到任何用户信息，会根据预先设置的程序，再准确执行动作；也可以通过手机APP软件探测用户的动作，通过wifi接口接入系统，再准确执行动作；

(7)本设备可以本地控制，也可以远程控制。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明Zigbee模块的电路图。

图3为本发明信号发射模块的电路图。

图4为本发明人体红外与光敏模块的电路图。

图5为本发明JLink通讯口的电路图。

图6为本发明的控制流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1-6，本具体实施方式采用以下技术方案：一种基于zigbee技术的红外光电控制开关，包括智能网关1、Zigbee模块2、接收模块3、红外传感器4、光敏传感器5、路灯设备6、报警设备7和家居灯路8，智能网关1通过Zigbee网络与Zigbee模块2、接收模块3连接，Zigbee模块2分别与红外传感器4、光敏传感器5连接，接收模块3分别与路灯设备6、报警设备7和家居灯路8连接。

值得注意的是，所述的Zigbee模块2包括Zigbee芯片U1，Zigbee芯片U1的44脚、45脚分别接第一电容C1、第五电容C5至地端，Zigbee芯片U1的44脚接17脚，Zigbee芯片U1的45脚分别与46脚、1脚、2脚、5脚、8脚、10脚、15脚连接，Zigbee芯片U1的39脚分别接第一电阻R1、第二电容C2至Zigbee芯片U1的1脚、地端，Zigbee芯片U1的37脚接第三电容C3至地端，Zigbee芯片U1的37脚与28脚、23脚、16脚连接，Zigbee芯片U1的28脚接第四电容C4至地端，Zigbee芯片U1的43脚为红外传感器数据输入口，Zigbee芯片U1的41脚为光敏传感器数据输入口，所述的Zigbee芯片U1采用EM35XX系列高性能ZigBee系统级芯片。

值得注意的是，所述的Zigbee模块2通过信号发射模块与接收模块3连接，所述的信号发射模块由发射芯片U2、天线AT1、第一按键S1、第二按键S2、发光二极管LED1和晶振Y1，发射芯片U2的2脚、3脚、4脚分别接Zigbee芯片U1的10脚、4脚、3脚，发射芯片U2的3脚与4脚之间接有第一电感L1，发射芯片U2的1脚、2脚分别接第六电容C6、第八电容C8至地端，发射芯片U2的1脚依次接第二电感L2、第七电容C7至地端，第二电感L2与第七电容C7之间的节点依次接第二电阻R2、天线AT1至地端，发射芯片U2的42脚依次接第三电阻R3、第二按键S2至地端，发射芯片U2的29脚依次接第四电阻R4、发光二极管LED1至地端，发射芯片U2的13脚依次接第五电阻R5、第一按键S1至地端，晶振Y1的1脚、3脚分别接第九电容C9、第十电容C10至地端，晶振Y1的1脚、3脚分别接发射芯片U2的47脚、48脚，晶振Y1采用晶振3225，第一按键S1、第二按键S2均采用按键TSA36331，Zigbee芯片U1的PC6与PB6端口中的第一按键S1、第二按键S2用于绑定与控制，同时也有接入智能网关1的作用。

值得注意的是，所述的红外传感器4采用型号为S305A的红外传感器模块PIR1，光敏传感器5采用光敏传感器PR1，红外传感器模块PIR1的1脚分别接第六电阻R6、第十一电容C11、第七电阻R7至红外感应芯片U3的9脚、11脚、1脚，红外传感器模块PIR1的1脚、2脚分别接红外感应芯片U3的8脚、14脚，红外传感器模块PIR1的2脚分别接第十二电容C12、第八电阻R8至地端，红外感应芯片U3的9脚、10脚、5脚、1脚分别接光敏传感器PR1、第九电阻R9、第十三电容C13、第十电阻R10至地端，红外感应芯片U3的12脚与13脚之间、15脚与16脚之间分别接有第十四电容C14与第十一电阻R11的并联电路、第十五电容C15与第十二电阻R12的并联电路，红外感应芯片U3的13脚依次接第十三电阻R13、第十六电容C16至红外感应芯片U3的16脚，红外感应芯片U3的15脚依次接第十四电阻R14、第十七电容C17至地端，红外感应芯片U3的2脚、8脚分别接第十五电阻R15、第十六电阻R16至Zigbee芯片U1的43脚，红外感应芯片U3的6脚与5脚之间、4脚与3脚之间分别接有第十七电阻R17、第十八电阻R18，红外感应芯片U3的4脚接第十八电容C18至地端，所述的红外感应芯片U3采用低功耗红外感应控制芯片LP0001。

此外，所述的Zigbee模块2与用于通讯、烧写程序JLink通讯口J2连接，JLink通讯口J2的1脚-10脚分别接Zigbee芯片U1的28脚、33脚、40脚、34脚、49脚、32脚、35脚、12脚、26脚、27脚，JLink通讯口J2采用连接器FTSH。

本具体实施方式突破室内红外感应设备的低效率、高铺设成本，改进响应方式和数据传输方式，以满足的高精度、低能耗和更轻便的要求，通过预定的写入Zigbee程序，实现安全防护、灯路开关及控制开关的远程智能控制，通过第一按键S1、第二按键S2接入网关进行设备联网(或通过非按钮操作进行指令预联网)，模块通电后，红外传感器和光敏传感器开始工作，工作模式视Zigbee芯片内的程序而定。

本具体实施方式可实现的控制功能有三大类：

(1)安全防护：设备联网，程序可设定为当红外传感器在感应到范围内有人活动，通过自身的Zigbee模块将信号传送到响应电路所带的Zigbee模块，则在相应的I/O口进行电信号输出，可以驱动现场报警等设备；也可以通过手机APP软件实现远程报警功能，达到安全防护目的；

(2)环保节能：程序可设定为当红外传感器在感应到范围内人活动，而光敏传感器未接收到周围光信号，则该工作模块通过自身的Zigbee模块将信号传送到响应电路所带的zigbee模块，则在相应的I/O口进行电信号输出，可以驱动灯等设备；同理，若红外传感器在感应到范围内人活动，而光敏传感器接收到周围光信号，则此时不发送，则响应设备里的灯不亮，这就可以达到在夜晚，灯在有人的情况下自动点亮，而没人则熄灭，白天时则不会点亮的目的，达到节能和灯具智能控制；

(3)灯路开关：在一些接有灯路设备的公共设施以及场所，可以将程序设定为当光敏传感器感应范围内的光照强度达到预设值时，灯照设备则维持关闭，相反当感应到范围内的光照强度未能达到预设值，则通过自身的Zigbee模块将信号传送到响应电路所带的Zigbee模块，则在相应的I/O口进行电信号输出，可以驱动灯照设备对该区域内进行照明。在街道、隧道和公园等公共场所，可以依据周围光照强度适时将所联网的灯路打开或关闭，就能达到智能控制公共灯路开关的目的。

本具体实施方式为一种基于Zigbee技术的红外光电开关，可广泛应用于现代轻工、机械、冶金、交通、电力、军工及矿山等领域的安全生产和自动生产控制，通过Zigbee具有无线传输优势，能使特定设备准确执行动作，正常工作，大大节省数据线路的铺设成本，使设备感应现场更为轻便，具有广阔的市场应用前景。

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。