基于ZigBee無線網(wǎng)絡的智能家居系統(tǒng)研究.pdf

1、智能家居系統(tǒng)利用通信、嵌入式、傳感器等技術使家庭設備網(wǎng)絡化、不僅能對接入家庭內(nèi)部網(wǎng)絡的設備智能控制,還能使家庭內(nèi)部網(wǎng)絡與外部網(wǎng)絡實現(xiàn)信息交互,提高了人們生活的舒適性、安全性和便利性。
　　 本文首先對無線通信技術進行比較,結(jié)合智能家居特點,確定選用ZigBee作為家庭內(nèi)部網(wǎng)絡通信技術。構建出智能家居系統(tǒng)整體架構,采用樹型網(wǎng)絡作為家庭內(nèi)部網(wǎng)絡拓撲結(jié)構,與以往的星型網(wǎng)絡相比,解決了網(wǎng)絡覆蓋范圍小和傳輸靈活性的問題。對家庭網(wǎng)關進行硬件

2、設計,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)有硬件平臺運用S3C2440和Linux搭建出嵌入式網(wǎng)關平臺,并添加嵌入式Web服務器。與以往的PC家庭網(wǎng)關相比,嵌入式網(wǎng)關在體積、功耗、成本等方面有明顯優(yōu)勢。對ZigBee主節(jié)點設計節(jié)點入網(wǎng)處理機制以及超時重發(fā)機制,提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。在對智能家居的具體應用分析過后創(chuàng)新地設計出用戶協(xié)議,并引入心跳機制,提高數(shù)據(jù)在無線網(wǎng)絡中傳輸?shù)陌踩煽啃?。家庭網(wǎng)關的GPR

3、S功能解決了用戶無法及時獲取家庭緊急情況的問題,Web服務器使得用戶在外能利用瀏覽器通過網(wǎng)絡對家庭內(nèi)部遠程監(jiān)控。
　　 其次對各類傳感器節(jié)點進行硬件設計,繪制出部分PCB圖。采用MC13224作為傳感器節(jié)點主控制器,其無線收發(fā)性能優(yōu)于CC2430等芯片,提高了無線網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和可靠性。創(chuàng)新地引入睡眠機制,針對各類傳感器節(jié)點的不同應用,設計相應的睡眠喚醒周期,并選擇芯片的低功耗睡眠模式,較大程度上降低了節(jié)點功耗。通過對傳感器節(jié)點的