基于STM32和ZigBee的智能家居下位機(jī)系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人們對生活質(zhì)量有了越來越高的要求，在這樣的大背景下，智能家居系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。在過去的十年里，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，智能家居系統(tǒng)已經(jīng)有了比較大的發(fā)展，但是由于技術(shù)和成本的限制，目前為止，智能家居系統(tǒng)還不能廣泛的被人們所使用。因此，一種簡單便捷，方便實(shí)用，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的智能家居系統(tǒng)成為人們的迫切需要。而隨著物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，設(shè)計一套成本相對低廉的智能家居系統(tǒng)成為了可能。
　　為了滿足人們對智能家居

2、系統(tǒng)的需要，本文利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計開發(fā)了一套功能實(shí)用、成本相對低廉的智能家居下位機(jī)系統(tǒng)，只需添加上位機(jī)部分，比如 PC機(jī)的客戶端或者移動客戶端，即可組成一套完整的智能家居系統(tǒng)，上位機(jī)的客戶端可以接收數(shù)據(jù)或者下發(fā)指令。由于在這套系統(tǒng)中沒有進(jìn)行上位機(jī)的設(shè)計，所以在這里使用socket toll工具進(jìn)行接收數(shù)據(jù)和下發(fā)指令。
　　本文主要從硬件和軟件兩方面對這套系統(tǒng)進(jìn)行了研究：
　　（1）硬件電路主要包括網(wǎng)關(guān)和 ZigBee網(wǎng)絡(luò)系

3、統(tǒng)。網(wǎng)關(guān)電路板選用的主控芯片是STM32系列芯片，通訊模塊為SIM900模塊，負(fù)責(zé)通過GPRS向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。ZigBee網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括一個協(xié)調(diào)器和六個終端節(jié)點(diǎn)，協(xié)調(diào)器通過排針插接在網(wǎng)關(guān)電路板上，六個終端節(jié)點(diǎn)分別是溫濕度采集模塊、人體紅外探測模塊、煙霧濃度探測模塊、風(fēng)扇控制模塊、直流電機(jī)驅(qū)動模塊和 LED燈控制模塊。協(xié)調(diào)器和終端節(jié)點(diǎn)的主控芯片都是 cc2530，另外終端節(jié)點(diǎn)上都有不同的傳感器。整個系統(tǒng)的工作流程為：終端節(jié)點(diǎn)上的傳感器采集

4、數(shù)據(jù)，然后通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器通過串口把數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)接收數(shù)據(jù)之后，再通過GPRS模塊發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)利用socket toll接收并顯示數(shù)據(jù)。也可以通過socket toll下發(fā)指令，然后通過網(wǎng)關(guān)發(fā)送給終端節(jié)點(diǎn)，使終端節(jié)點(diǎn)執(zhí)行開關(guān)燈、風(fēng)扇、直流電機(jī)等動作。
　?。?）軟件實(shí)現(xiàn)部分的編程環(huán)境是Keil MDK和IAR。 MDK-ARM是專為微控制器應(yīng)用而設(shè)計的編程軟件，不僅簡單易學(xué)，而且功能強(qiáng)大，能夠

5、很好的滿足大多數(shù)的嵌入式編程應(yīng)用。IAR Systems是全球領(lǐng)先的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具。本系統(tǒng)采用C語言編程，C語言具有簡潔緊湊、靈活方便的特點(diǎn)。系統(tǒng)采用模塊化編程，極大的提高了系統(tǒng)的編程效率，為程序的修改和升級提供了方便。
　　這套系統(tǒng)的主要功能有檢測溫濕度、煙霧濃度、是否有人經(jīng)過和開關(guān)燈、開關(guān)風(fēng)扇、開關(guān)直流電機(jī)（模擬窗簾的開關(guān)）。由于上位機(jī)部分不在本文的研究范圍之內(nèi)，所以所有的數(shù)據(jù)顯示和指令的下發(fā)都借助于socket toll