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【摘要】介绍了一种基于ZigBee技术的远程景观喷泉控制系统的设计实现。采用软、硬件相结合的方式，利用ZigBee无线传输技术，实现了可自由设置定期、定时开关喷泉及其配套灯光，对基于IEEE802.15.4的ZigBee的传输协议进行了探讨，并对景观喷泉的设计进行了详细的介绍。
ZigBee技术是一种应用于短距离范围内，低传输数据速率下的各种电子设备之间的无线通信技术。ZigBee名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式，ZigBee标准基于802.15.4协议栈而建立，具备强大的设备联网功能，它支持三种主要的自组织无线网络类型，即星型结构、网状结构和簇状结构，并且系统节点具有多路路由功能，特别是能够组成蜂窝网状网络结构，具有很强的网络健壮性和系统可靠性。
一、系统设计
本系统所实现的传感器基于ZigBee星状拓扑，节点分为传感节点、汇聚节点和管理节点。传感节点由ZigBee终端节点和单片机构成；汇聚节点由ZigBee协调器充当；管理器节点由一台PC机充当。传感节点负责采集数据及转发其子节点的数据；汇聚节点负责发出各种命令并通过RS232接口与管理节点的通信；管理节点提供图形化的操作环境，负责接收用户的需求以及数据的显示。
每个喷泉作为一个节点，喷泉之间采用星型结构连接，有其中一个节点作为ZigBee路由器，负责与单片机控制系统的连接和数据中继转发。可以通过改变时序或控制开关实现控制方式的改变，已达到可显现各种复合喷水状态的要求。同时喷泉的设计可以多种多样，本文介绍为一种景观喷泉造型。
基于ZigBee技术的景观喷泉远程控制系统中使用了无线射频ZigBee模块，该模块功耗低，抗干扰能力强，且使用ISM2.4G频段，频率无需申请，无线网络使用是免费。
二、硬件设计
系统硬件采用模块化的设计，主要包括PC控制模块、ZigBee通信模块、数据采集模块、单片机控制模块。ZigBee通信模块通过ZigBee网络连接外部Internet网络，完成数据的封装与传输；数据采集模块采集各种传感器输出的电信号；单片机控制模块控制数据的接收、发送。以及采集数据的处理等等。
2.1MAC与ZigBee模块的通信
无线传感器，采用微波段2.4Hz。可实现远距离（0～1000米）传送给读写器，读写器同样在连接电脑，读写器与电脑的连接方式有很多种，分别有RS232、485（485可以选配MODBUS总线或CAN总线等）、TCP/IP、GPRS等等。
2.2PC控制模块
PC将接受到的信息通过调整或转换，成计算机可识别的数字信号，存储并加以分析。PC同时控制单片机控制电路，并将指令传送给单片机，单片机再控制执行单元，诸如电磁阀、电机等单元。
2.3单片机控制模块
选用宏晶科技的STC12C5A08PWM单片机为系统控制核心，STC12C5A08PWM单片机是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8～12倍。内部集成MAX810专用复位电路，看门狗，2路PWM，针对电机控制，超强抗干扰。片内有8KB Flash ROM，1280B RAM，支持ISP。
三、软件设计
为保证系统时钟的准确性，采用定时器0，工作于自动重装初值的模式2下，产生250us定时中断。设置一天内喷泉的定时开、关的时间点，也可设置长期关闭日期（如学校假期）。由PC控制端输入，并在RAM中保存，供控制系统查询。
喷泉的变化形态可以有很多种不同设计的方案，本系统采用的时间轮转的方式，为保证系统的稳定运行启动了单片机内部看门狗。
四、结语
本系统采用星型拓扑和需求时唤醒ZigBee模块的通信方式，有效地降低了每个ZigBee传感节点的功耗，减少了传感节点向汇报节点上报数据时相互碰撞的概率；利用ZigBee网络传输节点的数据，改变了传统无线传感器网络需要依托有线公共网络进行数据传输的限制。ZigBee技术与景观喷泉的结合有着广泛的市场前景。
参考文献
[1]王妍玮，于惠力，刘刚. PLC应用于喷泉控制系统的方案设计[J].设计与计算，2010，（9）：20-21.
[2]莫建麟，饶怀章. PLC.基于单片机的时间控制型景观喷泉设计[J].大众科技，2009，（6）：20-21.
[3]张毅刚，彭喜元，彭宇. PLC.单片机原理及应用[J].北京：高等教育出版社，2010.5
ZigBee技术是一种应用于短距离范围内，低传输数据速率下的各种电子设备之间的无线通信技术。ZigBee名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式，ZigBee标准基于802.15.4协议栈而建立，具备强大的设备联网功能，它支持三种主要的自组织无线网络类型，即星型结构、网状结构和簇状结构，并且系统节点具有多路路由功能，特别是能够组成蜂窝网状网络结构，具有很强的网络健壮性和系统可靠性。
一、系统设计
本系统所实现的传感器基于ZigBee星状拓扑，节点分为传感节点、汇聚节点和管理节点。传感节点由ZigBee终端节点和单片机构成；汇聚节点由ZigBee协调器充当；管理器节点由一台PC机充当。传感节点负责采集数据及转发其子节点的数据；汇聚节点负责发出各种命令并通过RS232接口与管理节点的通信；管理节点提供图形化的操作环境，负责接收用户的需求以及数据的显示。
每个喷泉作为一个节点，喷泉之间采用星型结构连接，有其中一个节点作为ZigBee路由器，负责与单片机控制系统的连接和数据中继转发。可以通过改变时序或控制开关实现控制方式的改变，已达到可显现各种复合喷水状态的要求。同时喷泉的设计可以多种多样，本文介绍为一种景观喷泉造型。
基于ZigBee技术的景观喷泉远程控制系统中使用了无线射频ZigBee模块，该模块功耗低，抗干扰能力强，且使用ISM2.4G频段，频率无需申请，无线网络使用是免费。
二、硬件设计
系统硬件采用模块化的设计，主要包括PC控制模块、ZigBee通信模块、数据采集模块、单片机控制模块。ZigBee通信模块通过ZigBee网络连接外部Internet网络，完成数据的封装与传输；数据采集模块采集各种传感器输出的电信号；单片机控制模块控制数据的接收、发送。以及采集数据的处理等等。
2.1MAC与ZigBee模块的通信
无线传感器，采用微波段2.4Hz。可实现远距离（0～1000米）传送给读写器，读写器同样在连接电脑，读写器与电脑的连接方式有很多种，分别有RS232、485（485可以选配MODBUS总线或CAN总线等）、TCP/IP、GPRS等等。
2.2PC控制模块
PC将接受到的信息通过调整或转换，成计算机可识别的数字信号，存储并加以分析。PC同时控制单片机控制电路，并将指令传送给单片机，单片机再控制执行单元，诸如电磁阀、电机等单元。
2.3单片机控制模块
选用宏晶科技的STC12C5A08PWM单片机为系统控制核心，STC12C5A08PWM单片机是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8～12倍。内部集成MAX810专用复位电路，看门狗，2路PWM，针对电机控制，超强抗干扰。片内有8KB Flash ROM，1280B RAM，支持ISP。
三、软件设计
为保证系统时钟的准确性，采用定时器0，工作于自动重装初值的模式2下，产生250us定时中断。设置一天内喷泉的定时开、关的时间点，也可设置长期关闭日期（如学校假期）。由PC控制端输入，并在RAM中保存，供控制系统查询。
喷泉的变化形态可以有很多种不同设计的方案，本系统采用的时间轮转的方式，为保证系统的稳定运行启动了单片机内部看门狗。
四、结语
本系统采用星型拓扑和需求时唤醒ZigBee模块的通信方式，有效地降低了每个ZigBee传感节点的功耗，减少了传感节点向汇报节点上报数据时相互碰撞的概率；利用ZigBee网络传输节点的数据，改变了传统无线传感器网络需要依托有线公共网络进行数据传输的限制。ZigBee技术与景观喷泉的结合有着广泛的市场前景。
参考文献
[1]王妍玮，于惠力，刘刚. PLC应用于喷泉控制系统的方案设计[J].设计与计算，2010，（9）：20-21.
[2]莫建麟，饶怀章. PLC.基于单片机的时间控制型景观喷泉设计[J].大众科技，2009，（6）：20-21.
[3]张毅刚，彭喜元，彭宇. PLC.单片机原理及应用[J].北京：高等教育出版社，2010.5