2024年基于ZigBee技术的智能家居系统设计VIP专享VIP免费

龙源期刊网http://www.qikan.com.cn基于ZｉgＢｅe技术的智能家居系统设计作者：谢小康张靖ﻫ来源：《物联网技术》２016年第12期摘要:文中设计的智能家居系统核心控制模块采用TＩ公司生产的CC２530芯片,该芯片内部集成了适应2.4GHzIEＥE8０２.15.4的RF收发器,满足系统采用ZｉgＢeｅ技术的要求且性价比极高。系统设计使用温湿度传感器、光强度传感器、气体传感器对家居环境信息进行采集，并结合GＳＭ移动通信技术、ZigBee无线网络技术和微控制器实现人与机器、机器与机器之间的信息交流，以达到对家居生活的智能化控制。关键词：智能家居；ZigＢee；CＣ25３0；ＧSＭ；传感器中图分类号：TP２73+．5文献标识码:A文章编号:2０９5-1302(２0１6)１2-00－０４０引言随着信息时代的发展，智能化设备已成为人们生活中不可缺少的一部分。而智能家居作为信息时代发展的产物,其主要利用信息传感设备将家居生活中相关的各子系统有机结合起来,并与互联网和通信网络相连实现各设备间信息的交流和对家居环境的监控。本文设计的无线智能家居系统基于ZigBｅe技术，通过系统中的各类传感器对家居环境进行监测，并且用户可以使用终端设备实现对家用电器的远近程操控，极大地提高了家居生活的安全性和舒适性。1系统总体框架设计采用ZｉgBeｅ无线网络技术并与微控制器、数据采集模块和数据输出模块相结合对整个家居环境进行智能化监控。同时,用户可以通过终端设备(如电脑、手机等）对系统进行本地操控或远程操控。系统总体架构如图1所示。在家居环境中需要监控的位置设立采集节点，这些采集节点在ZｉgBee协议下组建内部自组织网络。每个采集节点包含家用电器设备、传感器等，由ZigBｅe模块下的ＣC25３０芯片对采集到的信息进行统一处理,用户可通过电脑、手机等智能终端进行观测和控制。采用CＣ2530芯片中的USＡＲＴ串行通信接口，在ZigBｅｅ通信协议下实现各采集节点与CＣ２５30芯片之间的数据传输［1]。同时在CC2５３0与用户终端设备之间采用ＷiＦi和GSM网络并与ＵSＡＲT串行通信接口相结合进行信息交流,用户可以使用终端设备发出相应的控制指令来控制家中的热水器、冰箱、空调等家用电器设备。从而实现系统控制器与终端设备之间的数据上传和指令下达。用户可以根据自身需求来设置采集模块的采样频率和输出模块的参数值,提高控制器的控制精度，改善家居环境的安全性和舒适性，创造更好的家居生活。2系统硬件结构设计龙源期刊网http://www.qikan.com.cn硬件是整个系统的基础,只有建立完善的硬件结构，整个系统才能稳定、准确的运行。在此采用模块化硬件结构设计，一方面可以简化其配置、降低设计风险、提高硬件的质量和可靠性;另一方面模块的不同组合能够满足用户的多样性需求。2．１ZigＢｅe控制模块ZigBee控制模块的核心是ＣC2530芯片,该芯片集成了一个增强型的805１微控制器内核。同时，它还具有四种不同的闪存版本,CC２530F32／６4/１28/25６分别具有３2/64/１28/256KB闪存，这为设备提供了内电路可编程的非易失性程序存储器,映射到CＯDE和XDATＡ存储空间,以后可以随时利用已经保存的网络数据。ＣC2530具有主动模式、空闲模式、睡眠模式三种电源管理模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。CC２530拥有一套广泛的外设集，包括８通道12位Ａ/Ｄ转换器和2１个通用I／O接口,2个USAＲT接口，１２8位AＥS加密解密安全协议处理器,看门狗定时器,3２kHz晶振的休眠模式定时器等,因此只需要很少的外围电路即可构建一个简单的ZiｇＢee节点[2］。同时每个连接到ＣC2５3０通用I/O接口的外设可以选择两个不同的I/Ｏ引脚位置，以确保其在不同应用程序中的灵活性。2.2数据采集模块在该系统中温湿度传感器、光强度传感器、气体传感器均属于数据采集模块，其作用是采集温湿度、光照强度、可燃气体浓度等信息。采用DHT1１数字温湿度传感器对室内外温湿度信息进行采集，包括一个电阻式感湿元件和一个NTＣ测温元件,并通过串行接口与微控制器相连来实现数据传送,具体应用电路如图2所示。同时该传感器具有抗干扰能力强、超快响应、超小体积、极低功耗、性价比高等优点，非常适合应用于监测家居环境[3］。采用GY-３0数字光模...