基于zigbee 技術的智能家居系統(tǒng)概要設計

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1、基于ZigBee技術的智能家居系統(tǒng)概要設計文/盧建偉1　崔璨2根據智能家居的定義，利用便攜移動終端和無線X絡控制方式，將CC2530構成的無線ZigBee模塊、TMS320LF2407A芯片、身份識別技術和移動3G模塊組成中央系統(tǒng)控制中心，通過移動終端、無線ZigBeeX絡、3GX絡對智能家居各子系統(tǒng)進行控制，該系統(tǒng)可以自由添加設設備，根據要求設置場景，形成設備聯動，為用戶提供靈活、方便、智能的生活空間。摘要【關鍵詞】智能家居ZigBeeCC25303G通俗地講，智能家居是融合了自動化技術、計算機X絡技術和X絡通訊技術

2、的集成，是一種智能化、X絡化的家居控制系統(tǒng)。本文是參考ZigBee技術的特點，結合成熟的3G/4G移動通信技術，設計出的智能家居系統(tǒng)，本系統(tǒng)除了基本的手動控制功能外，還可以通過組建ZigBee無線X絡，使用無線遙控器、便攜移動終端設備、或因特X來控制管理家居設備，使得生活更加方便、舒適?；谥悄芗揖拥南到y(tǒng)定義，設計了如下系統(tǒng)：1系統(tǒng)方案概要設計本系統(tǒng)由便攜移動終端、中央控制器、智能家居各子系統(tǒng)（如智能窗簾控制、智能家電控制、智能安防控制、智能燈光控制等）和通用系統(tǒng)設備組成。其中便攜移動終端是基于IOS/Android系

3、統(tǒng)的或平板電腦，中央控制器是智能家居系統(tǒng)的核心，對各子系統(tǒng)的設備進行添加刪除等各項管理，各子系統(tǒng)是具體的應用操作層，系統(tǒng)通用設備使子系統(tǒng)設備的工作范圍更廣，具體的系統(tǒng)框圖如圖1。系統(tǒng)的主要功能有：（1）通過中央控制系統(tǒng)軟件進行系統(tǒng)管理，對各子系統(tǒng)進行添加、設置等管理。（2）通過監(jiān)控設備或便攜移動終端獲得視頻圖像、監(jiān)控信息并進行相應管理，并可在盜賊分入侵時通過短信息SMS向用戶報警。（3）通過中央控制管理軟件完成室內燈光及家電的本地控制和狀態(tài)顯示，如家用電器、燈光和音響的控制。2系統(tǒng)硬件設計系統(tǒng)硬件設計包括中央控制系統(tǒng)、

4、各監(jiān)控子系統(tǒng)和通用系統(tǒng)設備的設計。2.1中央控制系統(tǒng)中央控制控制主要功能有：（1）組建無線ZigBeeX絡，做為ZigBeeX絡的核心，按要求添加其他節(jié)點；并實現新設備的數據接收與控制。（2）扮演智能X關的角色，便于移動終端設備通過Inter進行遠程訪問和控制。（3）自帶成熟的3G模塊，可隨時觀察視頻圖像，傳輸速率高，永遠在線，可以實時傳輸數據。（4）當有盜賊入侵室內時，接收相應的傳感器報警信息發(fā)送短信信息報警。（5）系統(tǒng)單機運行時，中央控制器液晶顯示當前系統(tǒng)運行狀態(tài)，方便用戶查看，并設置相應的功能鍵，便于手動進行相應

5、的系統(tǒng)設置。ZigBee模塊選用TI公司的CC2530芯片做為核心控制器，并組建相應的ZigBee協(xié)議棧。CC2530是標準的增強型8051CPU，具有良好的RF收發(fā)性能，支持支持載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測，運行模式切換短，適用系統(tǒng)超低功耗要求。通過中央控制系統(tǒng)的ZigBee協(xié)議棧，在室內組建無線星型ZigBeeX絡，并將所有子系統(tǒng)設備添加到中央控制系統(tǒng)中，進而實現整體的無線ZigBeeX絡控制。中央控制系統(tǒng)MCU選擇具有DSP功能的TMS320LF2407A,主頻40M,供電電壓為3．3V，指令周期可縮短到25ns，

6、提高了處理器的實時控制能力，使用芯片擴展的64K字節(jié)SRAM用作圖像的緩存。與3G模塊、液晶模塊、ZigBee控制器和G3732模塊，MG3732支持A/HSDPA/GSM/GPRS/EDGE制式，通過UART接口直接與微處理器MCU相連。液晶模塊選用1602液晶、與中央控制系統(tǒng)MCU的通用I/O接口相連，ZigBee模塊與MCU采用2線接口即可實現兩者間的數據雙向傳輸。通過MCU的LAN端口接口接入Inter，便于進行實時數據傳輸，系統(tǒng)可靠、安全。2.2各子系統(tǒng)設計智能家居各子系統(tǒng)：如智能窗簾控制器、智能家電控制器、

7、智能安防、智能影音娛樂系統(tǒng)、智能燈光控制等子系統(tǒng)。主要功能為：（1）通過無線X絡或觸摸控制開關控制窗簾的開啟和關閉。（2）遠程控制家電設備的開啟，如下班前通過移動終端打開空調、熱水器等操作。（3）通過電子門禁和IC卡、紅外微波設備構成安防系統(tǒng)，有非法入侵時進行聲光報警。（4）可根據室內環(huán)境和溫度，系統(tǒng)選擇相應的背景音樂。（5）通過燈光控制實現調光調色，并可結合窗簾控制器實現場景聯動。在在這里我們以智能燈光控制和窗簾控制器為例。中央控制系統(tǒng)將上位機下達控制指令通過ZigBeeX絡發(fā)送至各子系統(tǒng)控制器實現，不同的子系統(tǒng)控制

8、的識別碼是不同的，子系統(tǒng)通過識別碼來確認是否響應中央控制器的指令。在這里，窗簾控制器采用鋼化玻璃觸摸開關和ZigBee控制無線控制相結合的方式，即可手動操作，也可無線控制。系統(tǒng)采用市電供電，通過開關電源降壓到12伏，整流后采用LDOHT7550將12V電壓穩(wěn)壓到5V給整個電路供電。觸摸芯片采用國產的ADPT008,有8個獨立的電容