基于ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)研究.pdf

1、智能家居系統(tǒng)利用通信、嵌入式、傳感器等技術(shù)使家庭設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、不僅能對(duì)接入家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備智能控制,還能使家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交互,提高了人們生活的舒適性、安全性和便利性。
　　 本文首先對(duì)無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行比較,結(jié)合智能家居特點(diǎn),確定選用ZigBee作為家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。構(gòu)建出智能家居系統(tǒng)整體架構(gòu),采用樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)作為家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),與以往的星型網(wǎng)絡(luò)相比,解決了網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍小和傳輸靈活性的問(wèn)題。對(duì)家庭網(wǎng)關(guān)進(jìn)行硬件

2、設(shè)計(jì),主要包括ZigBee通信電路、GPRS電路和以太網(wǎng)電路。軟件層面上,在現(xiàn)有硬件平臺(tái)運(yùn)用S3C2440和Linux搭建出嵌入式網(wǎng)關(guān)平臺(tái),并添加嵌入式Web服務(wù)器。與以往的PC家庭網(wǎng)關(guān)相比,嵌入式網(wǎng)關(guān)在體積、功耗、成本等方面有明顯優(yōu)勢(shì)。對(duì)ZigBee主節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)處理機(jī)制以及超時(shí)重發(fā)機(jī)制,提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。在?duì)智能家居的具體應(yīng)用分析過(guò)后創(chuàng)新地設(shè)計(jì)出用戶(hù)協(xié)議,并引入心跳機(jī)制,提高數(shù)據(jù)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)陌踩煽啃?。家庭網(wǎng)關(guān)的GPR

3、S功能解決了用戶(hù)無(wú)法及時(shí)獲取家庭緊急情況的問(wèn)題,Web服務(wù)器使得用戶(hù)在外能利用瀏覽器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)家庭內(nèi)部遠(yuǎn)程監(jiān)控。
　　 其次對(duì)各類(lèi)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì),繪制出部分PCB圖。采用MC13224作為傳感器節(jié)點(diǎn)主控制器,其無(wú)線收發(fā)性能優(yōu)于CC2430等芯片,提高了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。創(chuàng)新地引入睡眠機(jī)制,針對(duì)各類(lèi)傳感器節(jié)點(diǎn)的不同應(yīng)用,設(shè)計(jì)相應(yīng)的睡眠喚醒周期,并選擇芯片的低功耗睡眠模式,較大程度上降低了節(jié)點(diǎn)功耗。通過(guò)對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的