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智能家居設(shè)計(jì)范文第1篇

關(guān)鍵詞 智能家居 ZigBee 家庭網(wǎng)關(guān) CC2430 遠(yuǎn)程控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1智能家居的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的智能化、人性化、自動(dòng)化的科技產(chǎn)品服務(wù)于人們的生活，智能家居已經(jīng)走進(jìn)了我們生活。美國(guó)在這方面處于國(guó)際領(lǐng)先地位，如微軟開(kāi)發(fā)的“夢(mèng)幻之家”等智能系統(tǒng)。

2000年以來(lái)我國(guó)開(kāi)始意識(shí)到智能小區(qū)建設(shè)的重要性，逐漸步入智能家居領(lǐng)域，涉及燈光窗簾控制、室內(nèi)多媒體娛樂(lè)、設(shè)備安防報(bào)警、家居環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面。但是智能家居設(shè)備產(chǎn)品多為有線組網(wǎng)，它的布線設(shè)計(jì)、連接串口和擴(kuò)展性能等諸多方面存在很多問(wèn)題，而無(wú)線通信靈活性、使用方便特性和無(wú)需布線等，因此很受市場(chǎng)青睞，這表明了無(wú)線通信技術(shù)是智能家居發(fā)展的最終趨勢(shì)。

2 ZigBee協(xié)議體系結(jié)構(gòu)

ZigBee協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)包括4層，即物理層、MAC層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。物理層主要功能：負(fù)責(zé)ZigBee無(wú)線發(fā)射機(jī)的激活、關(guān)閉；檢測(cè)當(dāng)前信道的能量；接收鏈路服務(wù)質(zhì)量信息指示（LQI）等。

MAC層包括數(shù)據(jù)服務(wù)和管理服務(wù)。數(shù)據(jù)服務(wù)：保證MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元在物理層數(shù)據(jù)服務(wù)中正確收發(fā)。MAC層管理服務(wù)：維護(hù)存儲(chǔ)MAC子層協(xié)議狀態(tài)相關(guān)信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。

網(wǎng)絡(luò)層是ZigBee協(xié)議體系核心部分，其主要功能：組建網(wǎng)絡(luò)路由、實(shí)現(xiàn)路由查找及傳送數(shù)據(jù)，接收、拋棄其它的節(jié)點(diǎn)等。

ZigBee應(yīng)用層包含ZigBee設(shè)備對(duì)象（ADO）、應(yīng)用支持子層（APS）和技術(shù)相關(guān)設(shè)備制造商定義的應(yīng)用對(duì)象。應(yīng)用支持層APS用于維持綁定表，根據(jù)需求，在綁定的設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)信息互傳。

3 智能家居設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件構(gòu)成

3.1 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)思路

本設(shè)計(jì)智能家居硬件部分主要包括五個(gè)部分系統(tǒng)模塊：S3C2440主控制器模塊、無(wú)線射頻收發(fā)模塊、溫濕度采集模塊、門(mén)窗安防模塊和GPRS模塊。用戶(hù)可通過(guò)GPRS模塊上的RS232接口與控制終端連接使用，監(jiān)控家庭中的各種設(shè)備工作。

3.2 智能家居系統(tǒng)硬件服務(wù)器

3.2.1 家庭網(wǎng)關(guān)

家庭網(wǎng)關(guān)是該家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心設(shè)備，其主要功能：連接家居無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與外部公共網(wǎng)絡(luò)連接口，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息的交互功能。本設(shè)計(jì)采用32位ARM處理器S3C2440，其具有2個(gè)通道SPI，3個(gè)通道UART，4個(gè)通道DMA控制器，LCD控制器，還具有MMU虛擬存儲(chǔ)器單元等，可用于支持多種主流式嵌入系統(tǒng)[4]。

3.2.2 無(wú)線通信收發(fā)模塊

本設(shè)計(jì)采用系統(tǒng)芯片CC2430的COMS解決方案，ZigBee無(wú)線射頻收發(fā)器集成在CC2430上。ZigBee無(wú)線射頻前端CC2430模塊，是一款低功耗、低成本、高性?xún)r(jià)比的射頻模塊，還可滿足ZigBee技術(shù)的2.4GHz ISM 波段的應(yīng)用。

3.2.3 溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)

本設(shè)計(jì)采用SHT10溫濕度傳感器構(gòu)建ZigBee傳輸溫濕度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)。SHT10是一種數(shù)字式集成溫濕度傳感器，具有抗干擾能力強(qiáng)，成本低，體積小，適合家居室內(nèi)溫濕度采集。

4智能家居網(wǎng)絡(luò)軟件設(shè)計(jì)

4.1 ZigBee協(xié)調(diào)器與網(wǎng)關(guān)模塊軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的ZigBee協(xié)調(diào)器主要用于建立無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，分配監(jiān)控ZigBee節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址，向監(jiān)控節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制命令和接收來(lái)自監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的環(huán)境信息和安防信息，并將接收到的數(shù)據(jù)全部上傳至ARM9微處理器S3C2440，最后通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)以短信的方式傳送到遠(yuǎn)端的用戶(hù)端。

4.2 ZigBee終端節(jié)點(diǎn)程序

ZigBee終端節(jié)點(diǎn)是指ZigBee協(xié)調(diào)器控制的無(wú)線ZigBee節(jié)點(diǎn)，首先ZigBee終端節(jié)點(diǎn)的初始化，接著嘗試加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)。加入網(wǎng)絡(luò)成功后，ZigBee終端節(jié)點(diǎn)將其注冊(cè)信息發(fā)送至ZigBee協(xié)調(diào)器，ZigBee協(xié)調(diào)器完成對(duì)ZigBee終端節(jié)點(diǎn)的注冊(cè)。ZigBee終端節(jié)點(diǎn)每隔一定時(shí)間采集一次環(huán)境信息，并將該數(shù)據(jù)信息上傳至ZigBee協(xié)調(diào)器。如果安防信息檢測(cè)模塊檢測(cè)到有可燃?xì)怏w泄漏或盜賊入侵，ZigBee終端節(jié)點(diǎn)則直接進(jìn)入中斷處理流程，將警報(bào)信息上傳至智能家居控制器，實(shí)現(xiàn)告知用戶(hù)并啟動(dòng)聲光報(bào)警裝置。

5 總結(jié)

本設(shè)計(jì)是采用將ZigBee技術(shù)與嵌入式ARM技術(shù)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)在家居環(huán)境下模擬測(cè)試，進(jìn)行有效地網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)交互通信，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要特點(diǎn)有：

（1）采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，結(jié)合嵌入式開(kāi)發(fā)Web服務(wù)器的引用，使得用戶(hù)使用起來(lái)更加方便，更加人性化。

（2）功能強(qiáng)大，系統(tǒng)可外擴(kuò)其他功能，可由用戶(hù)的家居環(huán)境的網(wǎng)關(guān)IP地址、家電數(shù)目、家電具體情況來(lái)具體定制。

（3）用戶(hù)可把家中多臺(tái)家電都連入到網(wǎng)絡(luò)中，接受家庭網(wǎng)關(guān)的檢測(cè)和監(jiān)控。同時(shí)，控制終端設(shè)備也可在擴(kuò)展，可把家中PC機(jī)、多臺(tái)移動(dòng)手機(jī)、平板電腦等設(shè)備設(shè)置接入網(wǎng)絡(luò)中。

參考文獻(xiàn)

[1] 李文仲，段朝玉.2006無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線定位實(shí)戰(zhàn)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

[2] Murphy，S.甜蜜的智能家居[J].電了技術(shù)應(yīng)用，2012（03）：9-10.

[3] 馮凱，童世華.智能家居的由來(lái)及其發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（06）：7

[4] 金純，羅祖秋，羅鳳，陳前斌.ZigBee技術(shù)基礎(chǔ)及案例分析[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2008.

[5] 周武斌，羅大庸.路由協(xié)議的研究[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2009，31（6）：12-14.

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智能家居設(shè)計(jì)范文第2篇

0 引言

上個(gè)世紀(jì)微軟公司提出了“Venus plans”從而引發(fā)中國(guó)智能家居概念。目前，在物聯(lián)網(wǎng)的全面發(fā)展新時(shí)期，智能家居行業(yè)具有巨大開(kāi)發(fā)潛力。[1]在高等職業(yè)學(xué)校中主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)依舊是8位內(nèi)核的51類(lèi)單片機(jī)。8位單片機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于理解和操作的特點(diǎn)深入人心。STM32具有運(yùn)算速度非常快，F(xiàn)LASH、RAM容量大，能操作SD卡等很多優(yōu)勢(shì)。在此，選取具有巨大開(kāi)發(fā)潛力智能家居行業(yè)，通過(guò)利用STM32位單片機(jī)配合編制的相關(guān)程序，實(shí)現(xiàn)智能家居的基本功能，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)低端實(shí)用的智能家居系統(tǒng)，在整個(gè)搭建過(guò)程中講授STM32的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，從而嘗試探索新的職教課改之路。

1 設(shè)計(jì)思路

系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)和原則：本課題的設(shè)計(jì)目的是實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的智能家居系統(tǒng)，能夠在普通家庭中得到應(yīng)用，因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候遵循以下原則：①簡(jiǎn)單實(shí)用；②價(jià)格低廉；③穩(wěn)定耐用；④可擴(kuò)展性。文章所設(shè)計(jì)的智能家居系統(tǒng)由單片機(jī)和各種外設(shè)組成。單片機(jī)作為核心的處理芯片，通過(guò)其內(nèi)部的豐富的接口，連接外圍設(shè)備，外圍器件通過(guò)輸入信號(hào)或輸出信號(hào)與實(shí)際的控制物品相連。其架構(gòu)如圖1所示。

從控制的方式上來(lái)看，系統(tǒng)框架分為本地控制單元和遠(yuǎn)程控制單元。本地控制單元的設(shè)計(jì)思路是通過(guò)接入觸摸屏，由觸摸屏上的人機(jī)交互界面實(shí)現(xiàn)；遠(yuǎn)程控制單元的設(shè)計(jì)思路可以通過(guò)架設(shè)Web服務(wù)器，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)登錄網(wǎng)頁(yè)，來(lái)控制系統(tǒng)接入的外設(shè)，也可以通過(guò)GSM模塊，由移動(dòng)終端通過(guò)短信的方式來(lái)控制。從功能上大致分為報(bào)警傳感器（溫度，濕度，火警，煤氣）、家電控制、開(kāi)關(guān)控制，燈光控制，家庭安全監(jiān)控。

2 無(wú)線照明控制模塊設(shè)計(jì)示例

無(wú)線照明在教學(xué)中是一個(gè)入門(mén)的很好經(jīng)典實(shí)例，雖然還沒(méi)有用到協(xié)議棧，但它具有數(shù)據(jù)發(fā)送、接收和用協(xié)議棧，而且代碼容易學(xué)習(xí)，如果把這個(gè)模塊掌握了，到后面的協(xié)議棧就比較方便學(xué)習(xí)。在此需要掌握Z(yǔ)igBee有關(guān)內(nèi)容，ZigBee節(jié)點(diǎn)所屬類(lèi)別主要分三種，分別是協(xié)調(diào)器、路由器、終端。同一網(wǎng)絡(luò)中至少需要一個(gè)協(xié)調(diào)器，也只能有1個(gè)協(xié)調(diào)器，負(fù)責(zé)各個(gè)節(jié)點(diǎn)16位地址分配（自動(dòng)分配）。理論上可以連上65536個(gè)節(jié)點(diǎn)，組網(wǎng)方式千變?nèi)f化。BasicRF軟件文件中主要內(nèi)容有三部分，如圖2所示。

講授思路簡(jiǎn)要敘述如下：

2.1 工程文件介紹

docs文件夾：主要內(nèi)容是介紹BasicRF的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)及使用，閱讀這個(gè)文檔就可以做Basic RF里面的實(shí)驗(yàn)了。

Ide 文件夾：打開(kāi)文件夾后會(huì)有三個(gè)文件夾，及一個(gè)cc2530_sw_1.eww工程，其中這個(gè)工程是三個(gè)實(shí)驗(yàn)例程工程的集合，期中包含無(wú)線點(diǎn)燈的實(shí)驗(yàn)工程。在IAR軟件環(huán)境中打開(kāi)，在workspace看到Ide＼Settings文件夾：是在每個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的文件夾里面都會(huì)有的，它主要保存有學(xué)生自己的IAR環(huán)境里面的設(shè)置。

2.2 啟動(dòng)

①確保外圍器件沒(méi)有問(wèn)題。②創(chuàng)建一個(gè)basicRfCfg_t的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并初始化其中的成員。③調(diào)用basicRfInit（）函數(shù)進(jìn)行協(xié)議的初始化，在basic_rf.c代碼中可以找到uint8 basicRfInit（basicRfCfg_t* pRfConfig）。

函數(shù)功能：對(duì)Basic RF的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)初始化，設(shè)置模塊的傳輸通道，短地址，PAD ID。

2.3 發(fā)送

①創(chuàng)建一個(gè)buffer，把Payload放入其中。②調(diào)用basicRfSendPacket（）函數(shù)發(fā)送，并查看其返回值。pPayload指向發(fā)送緩沖區(qū)的指針length發(fā)送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度函數(shù)功能：給目的短地址發(fā)送指定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，發(fā)送成功剛返回SUCCESS，失敗則返回FAILED。

2.4 接收

2.5 light_switch.c 部分代碼及解釋

智能家居設(shè)計(jì)范文第3篇

[關(guān)鍵詞]無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸芯片；設(shè)計(jì)探討；接口

中圖分類(lèi)號(hào)：TP203 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）26-0216-01

引言

智能家居系統(tǒng)是以住宅為平臺(tái)，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)把安防系統(tǒng)、家電、娛樂(lè)設(shè)施及照明設(shè)備實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)或者遠(yuǎn)程控制等現(xiàn)代智能化家居環(huán)境。針對(duì)現(xiàn)代家居中譬如家用電器種類(lèi)繁多，操作繁瑣以及難以科學(xué)管理等問(wèn)題，本文結(jié)合無(wú)線電通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制等技術(shù)，探討一種無(wú)線智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器協(xié)調(diào)統(tǒng)一地控制。

一、概述

現(xiàn)代科技迅猛發(fā)展，隨之而來(lái)的智能家居日漸強(qiáng)勢(shì)，以其新穎優(yōu)異的特性為當(dāng)今社會(huì)的人們的家庭起居帶來(lái)了極大的方便和全新的理念，它注定代表著一種引領(lǐng)未來(lái)的趨勢(shì)。設(shè)計(jì)者開(kāi)發(fā)的家庭總線技術(shù)將把家用電器、通訊設(shè)備以及家庭保安裝備等多種和信息相關(guān)聯(lián)的智能家居連接到一個(gè)智能系統(tǒng)上，然后對(duì)其采取集中的或多分散地監(jiān)控與家務(wù)性質(zhì)的管理，同時(shí)還要保證這些智能的家庭設(shè)施跟現(xiàn)實(shí)中的居住環(huán)境相協(xié)調(diào)。其實(shí)，這些功能的實(shí)現(xiàn)主要依賴(lài)于智能家居控制系統(tǒng)中的家庭網(wǎng)絡(luò)控制器，家庭總線系統(tǒng)屬于這種家庭網(wǎng)絡(luò)控制器，并通過(guò)它來(lái)為使用者提供各種優(yōu)質(zhì)服務(wù)，同時(shí)居住地之外的外部環(huán)境也與之相通連。換言之，智能住宅的核心就是智能家居系統(tǒng)，因此，智能家居系統(tǒng)在智能家庭中處于異常重要的地位。

有線方式和無(wú)線方式是智能家居系統(tǒng)控制的兩種解決方法。因?yàn)榇蠖嘀悄芗揖酉到y(tǒng)在工程布線方面十分麻煩，因此很多智能家居公司就著眼于解決這個(gè)問(wèn)題來(lái)研發(fā)新的系統(tǒng)。伴隨著它的問(wèn)題是較差的保密性、接入設(shè)備甚為昂貴、很難滿足音頻與視頻信號(hào)的傳輸?shù)龋m然這些難題直到目前還沒(méi)有得到真正的、完美的解決，但是它終將伴隨著4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐漸成熟而得到更好的改善和應(yīng)用。即便價(jià)格稍微高一些，無(wú)線方式確實(shí)能很好地解決布線工程繁瑣的問(wèn)題，并且隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步必能滿足音頻信號(hào)與視頻信號(hào)的基本傳輸。接下來(lái)將以2.4G射頻技術(shù)作為基礎(chǔ)，介紹一種性?xún)r(jià)比較高的、性能相對(duì)完善的智能家居控制系統(tǒng)。

二、設(shè)計(jì)方案探討

2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及工作原理

智能家居系統(tǒng)包含各家電設(shè)備和接口設(shè)備、主機(jī)和從機(jī)，主機(jī)和從機(jī)都具有一個(gè)無(wú)線收發(fā)芯片，主從機(jī)間通過(guò)收發(fā)無(wú)線數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)建一種范圍較小的的無(wú)線智能網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、系統(tǒng)軟件和系統(tǒng)硬件是無(wú)線智能家居控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的三個(gè)主要組成部分。

設(shè)計(jì)電路時(shí)的原則是要采用通用性、模塊化設(shè)備，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議時(shí)參考OSI模型，同時(shí)結(jié)合nRF24L01芯片的特質(zhì)。用一個(gè)系統(tǒng)主機(jī)來(lái)構(gòu)建，本系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心的，中心處理單元（CPU）的作用是處理系統(tǒng)的信號(hào)，選用集中控制技術(shù)作為控制方式，系統(tǒng)設(shè)備需要進(jìn)行硬件功能的劃分，各硬件模塊都具有雙向交互通信的能力、互換性和互相操作性，統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一接口，它們的控制部件都可以進(jìn)行編程，從而保證了模塊的實(shí)用性和通用性，有利于系統(tǒng)安全穩(wěn)定。

nRF24L01（一種新型單片射頻收發(fā)器件），提供物理層數(shù)據(jù)服務(wù)和物理層管理服務(wù)，定義了物理無(wú)線信道和MAC子層之間的接口。nRF24L01是一種2.4GHz單片射頻收發(fā)芯片，包含頻率調(diào)制器、合成器、晶體振蕩器等功能，采用FSK調(diào)制，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或是1對(duì)6無(wú)線通信。程序可以配置nRF24L01的輸出功率和通信頻道，有125個(gè)可選工作頻道，可用于跳頻，頻道切換時(shí)間短，通過(guò)跳頻可以減少干擾。對(duì)nRF24L01進(jìn)行信道參數(shù)配置是通過(guò)MCU通過(guò)串口實(shí)現(xiàn)的，由nRF24L01來(lái)實(shí)施配置任務(wù)，然后發(fā)送大量數(shù)據(jù)包的指令由主機(jī)完成，最后從機(jī)接收數(shù)據(jù)信息，整個(gè)過(guò)程從機(jī)和主機(jī)是借用空中接口來(lái)發(fā)送與接收數(shù)據(jù)信息包的，執(zhí)行MCU的指示任務(wù)，故才能完美地控制家電。圖l為系統(tǒng)總體框圖：

2.2 串口通信單元設(shè)計(jì)

STC12C5A60S2增強(qiáng)型51芯片有一組串行口接口，3根通信線連接便能實(shí)現(xiàn)較普通的串行通信，發(fā)送是TXD串行數(shù)據(jù)，接收是RXD串行數(shù)據(jù)，還有GND信號(hào)地線。

2.3 硬件電路設(shè)計(jì)

在2.4G網(wǎng)絡(luò)中控制中心節(jié)點(diǎn)如同協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，擁有節(jié)點(diǎn)的管理，2.4G網(wǎng)絡(luò)的建立等任務(wù)的功能。在本系統(tǒng)中，控制中心節(jié)點(diǎn)對(duì)接受的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并通過(guò)RS-232串口與PC機(jī)連接通信以及通過(guò)，以及鍵盤(pán)輸入和液晶顯示。

2.4 無(wú)線收發(fā)模塊

結(jié)合硬件設(shè)計(jì)要求的多種因素，在智能家居設(shè)計(jì)中，采用的射頻片nRF2401是工作在2.4GHz頻段的。

把功率放大器，頻率合成器，調(diào)制器以及晶體振蕩器這些功能模塊放置在芯片內(nèi)，使射頻片nRF2401在2.4～2.5GHzISM頻段內(nèi)工作，通過(guò)程序配置通信頻道和輸出功率。工作電流在接收時(shí)才18mA，在以-5dBm的功率發(fā)射時(shí)也僅為10.5mA，芯片的能量損耗不高，多種低功率工作模式很大程度上方便了節(jié)能方面的設(shè)計(jì)。nRF2401可以在使用同一天線的情況下，能夠兩個(gè)不同頻道的數(shù)據(jù)都能被同時(shí)接收，這是因?yàn)镈uoCeiverTM技術(shù)使它具有了這樣的優(yōu)點(diǎn)。

2.5 傳感器電路設(shè)計(jì)

時(shí)鐘模塊、電源模塊、傳感器模塊、無(wú)線模塊構(gòu)成了主要的傳感器節(jié)點(diǎn)硬件。各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)所發(fā)送過(guò)來(lái)的信息是由控制中心節(jié)點(diǎn)通過(guò)nRF24L01無(wú)線模塊接收的，并通過(guò)串口模塊，把信息發(fā)送到上位機(jī)，使用的人直接從上位機(jī)的軟件界面上獲取所有數(shù)據(jù)。

三、結(jié)語(yǔ)

本文總體設(shè)計(jì)了一種無(wú)線智能家居控制系統(tǒng)，系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)控制器選用硬件電路中簡(jiǎn)單的增強(qiáng)型STC芯片，系統(tǒng)的安全性以及效率得到有效提高，數(shù)據(jù)傳輸是靠無(wú)線網(wǎng)路芯片nRF24L01來(lái)完成的。這個(gè)系統(tǒng)成本較低，使用方便，功耗超低，有良好的拓展性而且使用效率高、穩(wěn)定可靠，集便于攜帶、更加開(kāi)放、便于協(xié)作、交互性強(qiáng)等優(yōu)秀特點(diǎn)于一身。

參考文獻(xiàn)

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智能家居設(shè)計(jì)范文第4篇

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 智能家居 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)法

智能家居就是以住宅為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。智能家居系統(tǒng)可以為您提供家電控制、照明控制、窗簾控制、電話遠(yuǎn)程控制、室內(nèi)外遙控、防盜報(bào)警、以及可編程定時(shí)控制等多種功能和手段，使您的生活更加舒適、便利和安全。筆者所在的課題組利用當(dāng)前智能家居技術(shù)的新理念與技術(shù)，開(kāi)發(fā)技術(shù)先進(jìn)、性能卓越、實(shí)用性強(qiáng)的物聯(lián)網(wǎng)智能家居實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，并指導(dǎo)學(xué)生掌握其管理與維護(hù)技術(shù)。

1 物聯(lián)網(wǎng)智能家居實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)組成和內(nèi)涵

物聯(lián)網(wǎng)智能家居實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)由智能照明、智能安防、人臉識(shí)別門(mén)禁、智能音響、智能冰箱、能耗監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能窗簾等子系統(tǒng)，及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用上位機(jī)管理軟件組成，各子系統(tǒng)通過(guò)連接電纜進(jìn)線連接，采用 ZigBee、wifi、3G 多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳輸傳感及控制信息。系統(tǒng)支持智能家居設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試以及應(yīng)用編程等多種方式來(lái)鍛煉師生的技術(shù)水平，是一套既能展示物聯(lián)網(wǎng)智能家居應(yīng)用，又能掌握相應(yīng)技能和知識(shí)的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。

本開(kāi)發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)三層（感知層，網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用層）的全方位技術(shù)運(yùn)用，比較全面的兼顧了物聯(lián)網(wǎng)所涉及的各類(lèi)技術(shù)，包括無(wú)線傳感器硬件、嵌入式軟件系統(tǒng)、Wifi、Internet 端應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)教學(xué)，設(shè)計(jì)提供了智能家居多個(gè)子系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)，該系統(tǒng)所涉及到的技術(shù)主要包括：電子電路、2.4GHz 高頻通訊、ZigBee 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線傳感器、無(wú)線 SoC、嵌入式 ARM、UHF RFID 射頻識(shí)別、3G、Ethernet、服務(wù)端軟件開(kāi)發(fā)。

開(kāi)發(fā)平臺(tái)提供了功能強(qiáng)大的以 ARM 處理器為內(nèi)核的網(wǎng)關(guān)硬件和自主研發(fā)的網(wǎng)關(guān)核心軟件，不僅能完成多種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)管理，傳感器和射頻識(shí)別信息處理，而且可以通過(guò)不同無(wú)線和有線網(wǎng)絡(luò)路徑，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)管理平臺(tái)，并存入數(shù)據(jù)庫(kù)，支持遠(yuǎn)程訪問(wèn)，并運(yùn)用虛擬技術(shù)仿真智能家居場(chǎng)景及設(shè)備解決場(chǎng)地及設(shè)備制約因素。

2 系統(tǒng)功能

針對(duì)職院學(xué)生，主要鍛煉的是學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際操作的技能。學(xué)生可以根據(jù)自己的設(shè)計(jì)想法改變模擬房間內(nèi)環(huán)境，也可以通過(guò)一體式計(jì)算機(jī)通過(guò)因特網(wǎng)訪問(wèn)房間內(nèi)自動(dòng)化服務(wù)器，對(duì)智能設(shè)備、視頻監(jiān)控等遠(yuǎn)程控制、訪問(wèn)。該裝置能進(jìn)行智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)、線路的設(shè)計(jì)與連接、調(diào)試、故障排除、系統(tǒng)配置等實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)。

在打分環(huán)節(jié)考慮到人為因素對(duì)比賽結(jié)果的影響，在系統(tǒng)中，特別設(shè)計(jì)了自動(dòng)評(píng)分功能，對(duì)各個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連通性、電源接線、軟件配置進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)，為實(shí)訓(xùn)成績(jī)提供客觀的依據(jù)。

2.1 智能照明

包括智能照明管理軟件模塊、燈控模塊/調(diào)光模塊、通信模塊、燈具，通過(guò)和網(wǎng)關(guān)通信，支持本地控制和管理軟件遠(yuǎn)程控制，本地可以設(shè)置感應(yīng)開(kāi)/關(guān)閉，并和光敏檢測(cè)模塊聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

2.2 智能安防

包括智能安防管理軟件模塊、窗磁、煙霧感應(yīng)器、主動(dòng)紅外入侵探測(cè)器、攝像機(jī)、雙鑒探測(cè)器對(duì)非法入侵、火情、煙塵等監(jiān)測(cè)，針對(duì)突發(fā)事件做出緊急處理，與 GSM/GPRS 短息貓聯(lián)動(dòng)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有異常時(shí)攝像機(jī)自動(dòng)截取畫(huà)面并發(fā)送消息至指定手機(jī)或報(bào)警。

2.3 人臉識(shí)別門(mén)禁

人臉識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)由主人臉識(shí)別門(mén)禁機(jī)、門(mén)禁控制器和電鎖組成（聯(lián)網(wǎng)時(shí)外加電腦和網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備），使用方式屬非接觸方式，出入人只要在人臉識(shí)別門(mén)禁機(jī)附近（30-80 厘米）晃動(dòng)一次，人臉識(shí)別門(mén)禁機(jī)就能將識(shí)別結(jié)果發(fā)送到門(mén)禁控制器上，然后由門(mén)禁控制器進(jìn)行檢查核對(duì)合法性，決定是否進(jìn)行開(kāi)門(mén)動(dòng)作。整個(gè)過(guò)程只要在有效的使用范圍內(nèi)均可實(shí)現(xiàn)門(mén)禁管理功能。人臉識(shí)別門(mén)禁機(jī)安裝門(mén)邊墻內(nèi)外，而不影響其工作。

人臉作為每個(gè)人身體的一部分、不能復(fù)制、安全可靠。并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與電腦進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控（可由電腦發(fā)指令開(kāi)/關(guān)所有門(mén)，并可實(shí)時(shí)查看所有門(mén)的狀態(tài)）、數(shù)據(jù)處理、查詢(xún)、報(bào)表輸出等。

2.4 智能音響

包括智能音響管理軟件模塊、情景音樂(lè)系統(tǒng)主機(jī)、高保真音箱，通過(guò)軟件平臺(tái)來(lái)控制音樂(lè)的播放。

2.5 智能冰箱

包括智能冰箱管理軟件模塊、RFID 讀寫(xiě)器、食物冷藏柜。通過(guò) RFID 技術(shù)實(shí)現(xiàn)食物管理功能，通過(guò) PC管理平臺(tái)訪問(wèn)，配合食品圖示，能看到冰箱內(nèi)的食物信息，食品提醒設(shè)置，一旦冰箱內(nèi)食物短缺或過(guò)期，就會(huì)發(fā)送短息到指定手機(jī)。

2.6 能耗監(jiān)測(cè)

包括能耗管理軟件模塊、智能插座、能耗統(tǒng)計(jì)模塊。通過(guò)智能插座實(shí)現(xiàn)所有電器通過(guò)數(shù)據(jù)采集終端，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線抄表、管理功能?？梢远ㄖ平y(tǒng)計(jì)分析功能，并通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)控制臺(tái)、智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)可視化查看和管理，體現(xiàn)綠色節(jié)能理念。

2.7 環(huán)境監(jiān)測(cè)

本系統(tǒng)包括環(huán)境監(jiān)測(cè)管理軟件模塊、溫濕度、光敏無(wú)線通信模塊。實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、光敏等監(jiān)測(cè)，針對(duì)環(huán)境參數(shù)設(shè)備智能開(kāi)啟相關(guān)設(shè)備自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境溫濕度或與其他系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，對(duì)突發(fā)事件做出緊急處理。

2.8 智能窗簾

本系統(tǒng)包括智能窗簾管理軟件模塊、窗簾控制器、電動(dòng)窗簾，通過(guò)和網(wǎng)關(guān)通信，支持本地和管理軟件遠(yuǎn)程控制， 本地可以設(shè)置感應(yīng)開(kāi)/關(guān)閉，并和光敏檢測(cè)模塊聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

2.9 上位機(jī)管理軟件

系統(tǒng)包括照明、窗簾、能耗、電器、安防、環(huán)境監(jiān)測(cè)、實(shí)訓(xùn)評(píng)估模塊，本實(shí)訓(xùn)管理平臺(tái)是以上各個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)綜合性、集中管理平臺(tái)。內(nèi)容包括：系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)查看、遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)分析、參數(shù)設(shè)置、預(yù)警。如圖1所示。

3 系統(tǒng)特色

真實(shí)的家居環(huán)境需要投入大量的人力物力，從實(shí)訓(xùn)的角度來(lái)說(shuō)，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和經(jīng)歷建造樣板房，投入巨大。因此，設(shè)計(jì)采用模擬家居環(huán)境的智能家居系統(tǒng)，將涉及到的應(yīng)用及控制模塊和設(shè)備安裝部署在可收縮的網(wǎng)孔板機(jī)柜上，減少對(duì)空間的占用，并可應(yīng)用于以后的實(shí)訓(xùn)教學(xué)中。

智能家居實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)安裝在一個(gè)網(wǎng)孔板機(jī)柜上，可以收攏展開(kāi)，展開(kāi)后尺寸為 2.4m*0.8m*1.9m（長(zhǎng)*寬*高），收攏后尺寸為 0.8m*0.8m*1.9m（長(zhǎng)*寬*高），實(shí)訓(xùn)設(shè)備可以自由安裝，具有很大的靈活性。

各系統(tǒng)的控制模塊均安裝在 86 盒內(nèi)，可靈活部署在網(wǎng)孔板的任意位置，方便師生根據(jù)自己的設(shè)計(jì)完成施工。

4 總結(jié)

本文介紹了一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)智能家居實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)中模擬了智能家居中的部分場(chǎng)景，并在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中做了大量的模擬測(cè)試，程序運(yùn)行良好?？傊M(jìn)行基于 ZigBee 技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析，有利于提升基于物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平，促進(jìn)在實(shí)際中的推廣應(yīng)用，具有積極作用和價(jià)值意義。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

江進(jìn)（1981-），男，江蘇省句容市人。碩士學(xué)位。現(xiàn)為江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系教師。研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)。

智能家居設(shè)計(jì)范文第5篇

【關(guān)鍵詞】Zigbee；智能家居傳感器網(wǎng)絡(luò)

1.系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本智能家居系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成：Zigbee無(wú)線家庭內(nèi)網(wǎng)、嵌入式智能網(wǎng)關(guān)和外網(wǎng)。整個(gè)家庭無(wú)線網(wǎng)絡(luò)就是一個(gè)由若干個(gè)Zigbee終端節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)組成的無(wú)線局域網(wǎng)。根據(jù)應(yīng)用功能不同，Zigbee節(jié)點(diǎn)可分為三類(lèi)：安防節(jié)點(diǎn)、控制節(jié)點(diǎn)、采集節(jié)點(diǎn)。家庭智能網(wǎng)關(guān)接收用戶(hù)從遠(yuǎn)程通過(guò)GSM或Internet網(wǎng)絡(luò)發(fā)來(lái)的查詢(xún)或控制信息，經(jīng)過(guò)處理將其轉(zhuǎn)發(fā)給Zigbee協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器根據(jù)信息中地址信息把指令信息轉(zhuǎn)發(fā)給Zigbee終端節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭內(nèi)的電氣設(shè)備或傳感器信息的監(jiān)測(cè)和控制。當(dāng)然，智能家居控制器可根據(jù)傳感器采集到的環(huán)境信息，對(duì)家中的電器和照明裝置進(jìn)行智能化的控制。通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)的語(yǔ)音識(shí)別模塊，用戶(hù)也可在本地對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行語(yǔ)音開(kāi)關(guān)控制。圖1.1為智能家居系統(tǒng)的架構(gòu)圖。本文重點(diǎn)對(duì)基于Zigbee的無(wú)線家庭網(wǎng)絡(luò)部分做出深入的研究及設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

2.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本無(wú)線家庭網(wǎng)絡(luò)采用星型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，由協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)組成。

2.1 終端節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)

根據(jù)應(yīng)用和功能的不同，終端節(jié)點(diǎn)可分為采集節(jié)點(diǎn)、安防節(jié)點(diǎn)和控制節(jié)點(diǎn)[1]。采集節(jié)點(diǎn)主要用來(lái)檢測(cè)家庭環(huán)境數(shù)據(jù)以及發(fā)送RF數(shù)據(jù)，它不接收協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制命令，但接收查詢(xún)命令。例如溫濕度檢測(cè)、光照檢測(cè)、煙霧檢測(cè)等。安防節(jié)點(diǎn)主要對(duì)家庭中具有安全隱患的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，例如紅外線入侵檢測(cè)等，該節(jié)點(diǎn)不接收協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制/查詢(xún)指令，以門(mén)限觸發(fā)的方式發(fā)送報(bào)警信息?？刂乒?jié)點(diǎn)主要通過(guò)Zigbee網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)家電的控制，主要是接收協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)的控制命令，返回查詢(xún)命令的反饋值以及執(zhí)行控制命令的狀態(tài)值。主要包括：窗簾控制、照明燈控制以及萬(wàn)能遙控器控制等。

系統(tǒng)采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，每個(gè)Zigbee終端節(jié)點(diǎn)均包括Zigbee模塊和控制接口部分。Zigbee模塊主要負(fù)責(zé)Zigbee信號(hào)的無(wú)線收發(fā)，實(shí)現(xiàn)基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)與Zigbee協(xié)調(diào)器的數(shù)據(jù)通信。不同類(lèi)型終端節(jié)點(diǎn)的Zigbee模塊電路相同，而不同類(lèi)型終端節(jié)點(diǎn)的接口電路卻略有區(qū)別。模塊通過(guò)引出通用接口，來(lái)支持智能終端功能的設(shè)計(jì)。通用接口主要包括JP1、JP2、JP3、JP4四個(gè)通用接口，其中的JP1、JP2口連接CC2430芯片，而JP3、JP4口連接傳感器以及家電設(shè)備，因此需要設(shè)計(jì)JP3、JP4與家電設(shè)備之間的信息傳輸硬件電路。

（1）安防節(jié)點(diǎn)部分接口電路設(shè)計(jì)

當(dāng)有人在防區(qū)內(nèi)走動(dòng)時(shí)，就會(huì)造成紅外熱輻射能量的變化。PIR傳感器將感應(yīng)活動(dòng)人體與背景物體之間輻射能量變化并轉(zhuǎn)換其為電信號(hào)。由外殼和菲涅耳透鏡、PIR紅外傳感器、專(zhuān)用IC（WT8072）等電路組成熱釋電紅外線感應(yīng)器。原理圖如下所示：當(dāng)有人非法入侵時(shí)，WT8702的10腳（TRLAC）輸出高電平，此電平信號(hào)接到JP3的P0.1腳。電路如圖2.1所示。

（2）控制節(jié)點(diǎn)部分接口電路設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)電動(dòng)窗簾控制功能，系統(tǒng)選擇L6203作為電機(jī)的功率驅(qū)動(dòng)芯片，其中的IN1、IN2、ENABLE口與JP3的P0.0、P0.1、P0.4口連接，并選擇B1電機(jī)作為控制節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行器，執(zhí)行接收到的控制命令。電路圖如圖2.2所示。

（3）采集節(jié)點(diǎn)部分接口電路設(shè)計(jì)

與控制節(jié)點(diǎn)不同的是，傳感器節(jié)點(diǎn)不需要添加中間電路，只需要將其I/O口與JP3連接即可，設(shè)計(jì)中采用SS-168型聯(lián)網(wǎng)型煙霧報(bào)警器，煙霧傳感器節(jié)點(diǎn)電路如圖2.4所示。

2.2 協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)針對(duì)智能家居系統(tǒng)硬件應(yīng)該具有易開(kāi)發(fā)、低功耗、低成本的特點(diǎn)，協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)均采用CC2430射頻芯片作為Zigbee芯片，CC2430是無(wú)線SOC（System On Chip）設(shè)計(jì)，系統(tǒng)所需的一般電路都已集成在芯片內(nèi)部，只需簡(jiǎn)單電路就能實(shí)現(xiàn)信號(hào)收發(fā)功能[2]。

協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)是智能家居無(wú)線家庭網(wǎng)絡(luò)的核心，負(fù)責(zé)建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)串口向智能網(wǎng)關(guān)發(fā)送終端節(jié)點(diǎn)上傳來(lái)的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)將控制中心傳達(dá)的命令發(fā)送到相應(yīng)的終端節(jié)點(diǎn)，具體結(jié)構(gòu)如圖2.5所示。與終端節(jié)點(diǎn)的不同之處在于協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)不包含家電控制模塊和信號(hào)采集模塊。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)在硬件平臺(tái)上擴(kuò)展了RS232串口，用于和家庭智能網(wǎng)關(guān)相連。

3.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 Zigbee家庭網(wǎng)絡(luò)配置

協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)通信的前提條件就是協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)在空閑信道建立新的網(wǎng)絡(luò)。因此在協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)中需寫(xiě)入基于zigbee協(xié)議的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)配置程序。協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)建立和配置過(guò)程如圖3.1所示。節(jié)點(diǎn)上電后進(jìn)行系統(tǒng)初始化，協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)通過(guò)掃描空閑信道嘗試建立一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)。射頻單元從當(dāng)前頻帶的第一個(gè)信道開(kāi)始檢查該信道是否為空閑信道，若有另一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)處于該信道，協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)將收到其反饋數(shù)據(jù)，并認(rèn)為此信道已被占用，然后它會(huì)切換到下一個(gè)信道并重復(fù)該過(guò)程直到?jīng)]有接收到任何反饋數(shù)據(jù)為止。一旦找到某個(gè)信道為空，它開(kāi)始監(jiān)聽(tīng)該信道并建立了網(wǎng)絡(luò)。協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)完成建網(wǎng)后，便開(kāi)始監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求并隨時(shí)響應(yīng)終端節(jié)點(diǎn)的入網(wǎng)請(qǐng)求[3]。

當(dāng)收到終端節(jié)點(diǎn)的入網(wǎng)請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，則發(fā)送信號(hào)來(lái)響應(yīng)該節(jié)點(diǎn)的入網(wǎng)請(qǐng)求，同時(shí)更新地址鄰接表。

3.2 終端節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)設(shè)計(jì)

終端節(jié)點(diǎn)在程序下載時(shí)，就已經(jīng)確定其網(wǎng)絡(luò)組號(hào)以及節(jié)點(diǎn)序列號(hào)。因此，終端節(jié)點(diǎn)上電系統(tǒng)初始化之后，它會(huì)根據(jù)其網(wǎng)絡(luò)組號(hào)需找該網(wǎng)絡(luò)組所在的信道，一旦確定網(wǎng)絡(luò)組所存在的信道后，發(fā)送入網(wǎng)請(qǐng)求并等待協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)的入網(wǎng)響應(yīng)信號(hào)，若在等待時(shí)間段內(nèi)沒(méi)有收到協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)的入網(wǎng)響應(yīng)信號(hào)，該節(jié)點(diǎn)將會(huì)重復(fù)上述入網(wǎng)過(guò)程，一直到接收到協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)的入網(wǎng)響應(yīng)信號(hào)為止。由于協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)在接收終端節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)時(shí)，會(huì)更新地址鄰接表，因此，終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送的入網(wǎng)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)幀應(yīng)該包含其網(wǎng)絡(luò)組號(hào)以及序列號(hào)[4]。終端節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)流程如圖3.2所示。

3.3 終端節(jié)點(diǎn)軟件流程設(shè)計(jì)

可以把家庭網(wǎng)絡(luò)中的所有終端節(jié)點(diǎn)功能分為網(wǎng)絡(luò)通信功能和設(shè)備操作功能兩部分。協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)的主要功能是網(wǎng)絡(luò)通信和路由，相對(duì)于協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)，終端節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)通信功能更簡(jiǎn)單。本系統(tǒng)中，采集節(jié)點(diǎn)需定時(shí)采集家庭環(huán)境數(shù)據(jù)并發(fā)送到協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)，且同時(shí)它要監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中有沒(méi)有發(fā)給它的查詢(xún)信息，并接收處理。采集節(jié)點(diǎn)工作流程圖如圖3.3所示。

控制節(jié)點(diǎn)需接收控制命令來(lái)控制家電設(shè)備的工作狀態(tài)，它的主要通信功能是RF消息接收功能。要使終端節(jié)點(diǎn)能夠完成其功能，就必須在網(wǎng)絡(luò)通信功能與設(shè)備操作功能之間建立連接，即需要在應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)通信功能之間建立接口。在程序中，通過(guò)定義相關(guān)的應(yīng)用協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)。而安防節(jié)點(diǎn)，其設(shè)備操作相對(duì)簡(jiǎn)單，只需定時(shí)采集家庭環(huán)境中的安防數(shù)據(jù)即可?？刂乒?jié)點(diǎn)接收到不同的代碼代表對(duì)該電氣設(shè)備的不同操作，并將這些操作轉(zhuǎn)換成電氣設(shè)備能識(shí)別的命令，通過(guò)中間電路發(fā)送到家電設(shè)備。安防節(jié)點(diǎn)和控制節(jié)點(diǎn)工作流程圖如圖3.4所示。

4.結(jié)語(yǔ)

針對(duì)當(dāng)前智能家居系統(tǒng)建設(shè)對(duì)于用戶(hù)側(cè)通信的需求，本文提出了基于ZigBee技術(shù)的家庭無(wú)線內(nèi)網(wǎng)組網(wǎng)方案，該方案可使智能家居系統(tǒng)獲得可靠的本地通信，對(duì)于智能家居系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

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[3]楊浩杰，韓秀玲.一種智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].微型電腦應(yīng)用，2011，27（2）：49-51.