一、面向领域

本方案面向对通信稳定性、响应速度和和通信距离有较高要求的智能家居、工业物联网、智慧城市和智慧农业等领域。

二、技术方案原理简述

技术方案原理图如下所示：

基于ZigBee的多模态交互灯光控制系统 - 图1
技术原理概述：

  1. 人机交互设备配备有声音传感器、人体红外传感器、触摸按钮、压力传感器、心率传感器以及运动传感器，能够感知声音、人体、触摸、压力、心率和运动，并且完成识别过程，将识别结果通过ZigBee无线通信的方式发送到边缘计算网关；

  2. ZigBee网关配有 ZigBee 3.0 模组以及多个LED灯，可以接收由人机交互设备发送过来的设别结果，并根据识别结果做出对应的响应。响应方式为：1.如果声音传感器监听到环境有较大响声时亮灯，如果持续10秒均无响声则灭灯；2.如果人体传感器监测到有人靠近则亮灯，如果持续10秒均无人靠近则灭灯；3.在灭灯状态，如果按下了触摸按钮则亮灯，再按一次则灭灯；4.在灭灯状态，如果压一下压力传感器则亮灯，在压一下则灭灯；5.如果检测到心率超过指定的阈值，则亮灯，低于指定的阈值则灭灯；6.如果运动传感器检测到人机交互设备从静止或匀速运动状态转变为一般运动状态，则亮灯，反之则灭灯。

    三、边缘计算网关的主要硬件组成与相关技术参数

    主要硬件组成

  3. Zigbee 无线 MCU：TI CC2530F256

  4. USB转串口芯片：CH340

主要技术参数

  1. ZigBee无线通信距离：空旷空间下相邻节点的通信距离约为150米
  2. ZigBee无线通信速率：240kb/s（理论值）
  3. ZigBee电磁波频率：2.4GHz
  4. ZigBee应用协议版本：ZigBee 3.0
  5. ZigBee核心协议版本：ZigBee 2007 Pro

  6. ZigBee无线通信时延：<= 1秒

    四、终端设备的主要硬件组成与相关技术参数

    主要硬件组成

  7. Zigbee 无线 MCU：TI CC2530F256

  8. USB转串口芯片：CH340
  9. 声音传感器：善学坊SY01
  10. 人体红外传感器：HC-SR501
  11. 触摸按钮：TTP223 1位触摸传感器模块
  12. 压力传感器：BE120-3AA 箔式电阻
  13. 心率传感器：善学坊XL01
  14. 运动传感器：待定

主要技术参数

  1. ZigBee无线通信距离：空旷空间下相邻节点的通信距离约为150米
  2. ZigBee无线通信速率：240kb/s（理论值）
  3. ZigBee电磁波频率：2.4GHz
  4. ZigBee应用协议版本：ZigBee 3.0
  5. ZigBee核心协议版本：ZigBee 2007 Pro
  6. ZigBee无线通信时延：<= 1秒
  7. 声音检测原理：震动检测
  8. 人体检测原理：人体红外检测，人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平输出低电平
  9. 触摸检测原理：电容式
  10. 压力检测原理：压敏电阻
  11. 心率检测原理：光电反射
  12. 运动检测原理：待定

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