电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛

标题: Linux系统和ZigBee的智能家居 02 [打印本页]

作者: samwalton 时间: 2013-8-27 21:52 标题: Linux系统和ZigBee的智能家居 02

2 基于ZigBee无线网络和统一家电协议的家居网络系统
2.1 整体设计
整个智能家居系统全部采用无线网络进行数据传输和监控，以无线网络技术为通信平台，将家庭的安防系统、门窗控制系统、家电照明系统和能源计量系统等这些分立子系统融合成为一个真正意义上的综合智能家居网络系统。既可以使用智能手机或者终端实现本地集中控制，也可以通过使用远程接入Internet网络的智能手机或计算机实现远程监控。智能家居网络系统由分散智能终端层和上端总控制层组成。
上端总控制层主要是以arm6410中控系统为核心、利用无线通信结构形成的中控网络完成对各种不同智能终端的管理控制。中控系统配置有触摸屏方便用户使用。使用GPRS通信技术，将家庭内部信息及时与主人手机终端进行通信联系，并可以通过手机控制上端总控制层，达到远程控制的效果。
分散智能终端层是由具有智能终端特性（即信号采集处理、输出控制和数据通信功能）的各种不同安防系统、家电控制、家庭照明、家庭安防、温湿度数据采集和通信系统等模块组成。
智能终端层以AT89C51为核心处理器，使用多个I/O口进行传感器检测阵列的信号采集，其中包括红外人体探测信号、火警探测信号、有毒气体探测信号、门窗开闭信号等信号的检测；使用红外发射芯片IR6721C芯片进行家电设备控制信号的发射，可以完成家庭内部控制和GPRS远程控制；使用通信串口1连接无线数据传输芯片XL02-232AP1，XL02-232AP1是UART 接口半双工无线传输模块。本文采用了加强型的ZigBee无线技术，符合工业标准应用的无线数据通信设备，可实现多设备间的数据透明传输；通过无线ZigBee进行组网通信；无线功能强大；具备中继路由和终端设备功能。单个终端硬件结构框图如图2所示。

图2 终端硬件结构框图

智能终端与中心控制器通过基于ZigBee的无线网络完成通信，传输一个指令的数据包由以下几部分组成：起始编码bite［0］［1］，地址编码bite［2］，数据类型编码bite［4］，功能编码bite［5］，效验编码bite［6］，结束编码bite［7］。每个编码1个字节，发送数据范围在0~255之间，不同家庭内部的起始编码都是惟一的，防止相互信号的干扰，每个接收终端在接收到数据后，都进行地址码判断是否为自己接收的数据包，是则接收，否则不接收，接收到数据包后，对数据要执行的功能进行校验，校验正确，则进行解码，并且在解码成功后通过ZigBee的无线网络发出一个确认接受码，中心控制器在接收到确认接收码后停止再次发生控制指令，否则间隔100ms再次发生相同指令，确保整个ZigBee的无线网络数据通信的准确性和完整性。每个智能终端在正确接收到中心控制器的控制信号后，必须根据信号完成相应家庭内部的控制工作，所以家电设备的控制信号都是由统一的红外编码完成的，不同家电的红外编码各不相同，必须进行红外编码的解码和重新的编码，解码工作利用400MHz的具有存储功能的高精度示波器采集完成，编码采用AT89C51芯片的两个定时器交互中断进行，中断程序控制相应的I/O口产生对应的脉冲，脉冲输出测试结果如图3所示。

图3 AT89C51产生的红外解码脉冲

欢迎光临电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/)