基于ZigBee的智能太阳伞.docx

??

?

??

基于ZigBee的智能太阳伞

?

??

?

?

?

?

?

?

?

???

?

?

?

?

?

袁海朝高宏宇王青青

摘要：我国太阳伞仅仅是一个固定在地面或者指定位置的伞，并不能随着太阳的照射角度来移动位置，完全靠人工移动位置来躲避太阳光的照射。如果太阳光很强，并且遮阳伞无法移动的话，强烈的太阳紫外线很容易把人的皮肤晒伤，并且有一系列不好的影响。这也是传统太阳伞的弊端所在，功能少，不实用，所以综合利用ZigBee技术复杂度低，功耗低、延时短、速率低、成本低的特点，设计一款智能的太阳伞为人们的生活提供了便利。

针对需要多个太阳伞的海边、沙滩类似地区的太阳伞设计方案：在太阳伞的两侧安装带有光敏传感器的终端节点，通过传感器采集东西两方向的光照度值，并将采集到的光照度发送到协调器端，协调器进行接收并实时传输到上位机，上位机实时监控东西两边的光照强度，进行光照度的比较和判断并向电机发送相应的指令，哪边的光照度强就给电机发送往哪边转，从而实现整个智能太阳伞的设计。

针对路边、咖啡馆、校门口摊位需要单个太阳伞地区的设计方案：通过一个安装有两侧的光敏传感器的终端节点和电机设备的智能太阳伞，根据自身采集到的东西方向的光照值进行电机运转方向的判断，进而进行单个太阳伞方向的调整。

关键词：ZigBee；智能；光敏传感器；终端节点；协调器

中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1009-3044（2018）20-0202-03

对太阳伞来说，不同行业的用户对其要求也不尽相同。有的用户是用于沙滩风景区，有的用户则是在学校门口摆摊卖水，还有的用户则是在咖啡厅和西餐厅外面使用，方便顾客等待。但是不论哪一类的，它的作用都是遮防太阳光直接照射。当太阳光的紫外线照射皮肤时，虽然有杀菌作用，但更多的是，对人类的皮表、毛发和生理环境等造成不可挽回的伤害。为了保护皮肤和眼睛，防止紫外线危害，买一把太阳伞是必不可少的。自从1890年以来，随着大气层的臭氧层被破坏。太阳光紫外线的辐射也就愈加厉害对人体的伤害则更强。所以太阳伞的作用对于人类有着不可替代的作用，无时无刻在奉献着它们的作用。我们在海滩，路边商贩，街道随处可以见到太阳伞的身影，它们在炎炎夏日发挥着巨大的作用。太阳伞为人们遮挡太阳带来短暂的清凉，可是太阳伞是固定在地上或者某一个位置不动的，这往往就会带来传统太阳伞的局限性。所以说传统太阳伞无法遮挡任何角度射来的阳光，人们不得不来回移动位置来躲避阳光。这样极不方便也不省心。智能家居不断创新于人类生活中各领域的应用，比户外智能来说，更多的我们会想到室内智能家居的应用。其实还有一种智能设备可以给我们带来很大的帮助，那就是太阳伞。近些年，越来越多的科技公司在发展智能太阳伞。所以我们在想为什么不能发展智能太阳伞？可以根据阳光方向自动调整角度。在太阳伞的两侧放置光敏传感器，通过传感器搜集光敏值的讯息。将搜集到的讯息利用ZigBee技术进行无线实时发送。从而利用电机转动伞体，从而达到遮挡阳光的作用，这样就大大减少了对人体皮肤的伤害，提高太阳伞的销量。

1项目服务及整体系统设计

1.1ZigBee特征

1）低功率：在低功率待机模式，两节普通的5号电池能够支撑一个节点工作长达52年，可能会更持久，这就是ZigBee技术的突出优势。

2）低成本：经过大规模精简协议，对通讯控制器的条件进行下调，分析预料，使用8051的微型控制器运算，实现主节点的全部功能只需要32KB，对于实现子功能节点起码要4KB。而且每块芯片的价格大约是$2。

3）低速率：ZigBee技术的工作在一个较低的速率：20250kbps的。封闭的国家俄罗斯供应的250kbps的，40kbps的和起源数据吞吐量可达到20kbps，以适用于应用需要的数据传输速率较低的情况。

4）附近的：传输范围一般在10100m时，增大所述RF发送功率后，也可以提高到13公里，这里提到的是毗邻节点的距离。要是中继线路，并通过两节点互相通信，传输的距离可以更长。

5）容量高：ZigBee可能是各种类型的网络结构，有大量子主节点进行管理其他节点，主节点的功能是能夠处理254个左右的子节点。不过在主节点上可对网络节点进行处理，更多的情况下能够构成一个由6.[本文来自于www.ZZ-]5万节点的大型网络。

6）延迟短：相对比，一个蓝牙的延迟大大超过了ZigBee的延迟，需要310秒才能够完成，可是无线网络仅要3秒。

ZigBee同盟有望在以后的三到四年里，任何一个家庭可能会有达到50个各类型的ZigBee装备，未来可能会实现任意一个家庭会到达150个左右的装置，它的主要应用范围如下：

1）家庭范围：智能家居包括智能电器，智能电灯，智能窗户，智能楼道。

2）工业范围：各种的监视器，传感器的制作与应用。

3）经营范