基于Linux系統(tǒng)和ZigBee的智能家居系統(tǒng)
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2 基于ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和統(tǒng)一家電協(xié)議的家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
2．1 整體設(shè)計(jì)
整個(gè)智能家居系統(tǒng)全部采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)控，以無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為通信平臺(tái)，將家庭的安防系統(tǒng)、門(mén)窗控制系統(tǒng)、家電照明系統(tǒng)和能源計(jì)量系統(tǒng)等這些分立子系統(tǒng)融合成為一個(gè)真正意義上的綜合智能家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。既可以使用智能手機(jī)或者終端實(shí)現(xiàn)本地集中控制，也可以通過(guò)使用遠(yuǎn)程接入Internet網(wǎng)絡(luò)的智能手機(jī)或計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。智能家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由分散智能終端層和上端總控制層組成。
上端總控制層主要是以ARM6410中控系統(tǒng)為核心、利用無(wú)線通信結(jié)構(gòu)形成的中控網(wǎng)絡(luò)完成對(duì)各種不同智能終端的管理控制。中控系統(tǒng)配置有觸摸屏方便用戶使用。使用GPRS通信技術(shù)，將家庭內(nèi)部信息及時(shí)與主人手機(jī)終端進(jìn)行通信聯(lián)系，并可以通過(guò)手機(jī)控制上端總控制層，達(dá)到遠(yuǎn)程控制的效果。
分散智能終端層是由具有智能終端特性(即信號(hào)采集處理、輸出控制和數(shù)據(jù)通信功能)的各種不同安防系統(tǒng)、家電控制、家庭照明、家庭安防、溫濕度數(shù)據(jù)采集和通信系統(tǒng)等模塊組成。
智能終端層以AT89C51為核心處理器，使用多個(gè)I／O口進(jìn)行傳感器檢測(cè)陣列的信號(hào)采集，其中包括紅外人體探測(cè)信號(hào)、火警探測(cè)信號(hào)、有毒氣體探測(cè)信號(hào)、門(mén)窗開(kāi)閉信號(hào)等信號(hào)的檢測(cè)；使用紅外發(fā)射芯片IR6721C芯片進(jìn)行家電設(shè)備控制信號(hào)的發(fā)射，可以完成家庭內(nèi)部控制和GPRS遠(yuǎn)程控制；使用通信串口1連接無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸芯片XL02-232AP1，XL02-232AP1是UART接口半雙工無(wú)線傳輸模塊。本文采用了加強(qiáng)型的ZigBee無(wú)線技術(shù)，符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的無(wú)線數(shù)據(jù)通信設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)多設(shè)備間的數(shù)據(jù)透明傳輸；通過(guò)無(wú)線ZigBce進(jìn)行組網(wǎng)通信；無(wú)線功能強(qiáng)大；具備中繼路由和終端設(shè)備功能。單個(gè)終端硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/155097.htm
智能終端與中心控制器通過(guò)基于ZigBee的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)完成通信，傳輸一個(gè)指令的數(shù)據(jù)包由以下幾部分組成：起始編碼bite[0][1]，地址編碼bite[2]，數(shù)據(jù)類(lèi)型編碼bite[4]，功能編碼bite[5]，效驗(yàn)編碼hite[6]，結(jié)束編碼bite[7]。每個(gè)編碼1個(gè)字節(jié)，發(fā)送數(shù)據(jù)范圍在0～255之間，不同家庭內(nèi)部的起始編碼都是惟一的，防止相互信號(hào)的干擾，每個(gè)接收終端在接收到數(shù)據(jù)后，都進(jìn)行地址碼判斷是否為自己接收的數(shù)據(jù)包，是則接收，否則不接收，接收到數(shù)據(jù)包后，對(duì)數(shù)據(jù)要執(zhí)行的功能進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)正確，則進(jìn)行解碼，并且在解碼成功后通過(guò)ZigBee的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)出一個(gè)確認(rèn)接受碼，中心控制器在接收到確認(rèn)接收碼后停止再次發(fā)生控制指令，否則間隔100ms再次發(fā)生相同指令，確保整個(gè)ZigBee的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的準(zhǔn)確性和完整性。每個(gè)智能終端在正確接收到中心控制器的控制信號(hào)后，必須根據(jù)信號(hào)完成相應(yīng)家庭內(nèi)部的控制工作，所以家電設(shè)備的控制信號(hào)都是由統(tǒng)一的紅外編碼完成的，不同家電的紅外編碼各不相同，必須進(jìn)行紅外編碼的解碼和重新的編碼，解碼工作利用400MHz的具有存儲(chǔ)功能的高精度示波器采集完成，編碼采用AT89C51芯片的兩個(gè)定時(shí)器交互中斷進(jìn)行，中斷程序控制相應(yīng)的I／O口產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的脈沖，脈沖輸出測(cè)試結(jié)果如圖3所示。
評(píng)論