基于ZigBee的智能家居实训系统设计

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基 ￣Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 的智 能 家居 实训 系统 设计
江苏省扬州商务高等职业 学校 周雄庆
【 摘要 】 随 着 物 联 网技 术 在 智 能 家居 行 业 中 的应 用 越 来越 广 ， 为 了满 足 社 会 对 人 才 的 需 求 量 越 来 越 大 ，智 能家 居 实 训 系统 对 学 生在 校 实 践起 到 了 重 要 的作 用 。 本 文 介 绍 了智 能 家 居 的 基 本 概 念 ， 给 出 了智 能 家居 实 训 系 统 的设 计 方 案 ，选 取 了Ｓ ３ Ｃ ６ ４ １ ０ ￣ 为 本 系 统 的 处 理器 ，ｚｌ ｇ Ｂｅ ｃ 作 为 无 线 通 信 技 术 ，Ｃ Ｃ ２ ５ ３ ０ ￣ ￣ 为 芯 片 搭 建 无 线
通信模块。
【 关键 词 】ｚｉ ｇ ＢＣ Ｃ ；智 能 家 居 实 训 系 统 ；Ｃ Ｃ２ ５ ３ ０
这 些 节 点 模 块 包 括 了传 感 器 、 执 行 器 和 通 信 模 块 。 各 个 节 点 模 块 将 各 自采 集 的信 息 经 过 筑 、 网络 通 信 、 信 息 家 电 、 设 备 自动 化 ，集 处理 之 后 通 过 家 庭 控 制 子 网 传 输 到 家 庭 控 制 系 统 、结 构 、 服 务 、管 理 为一 体 的 高 效 、舒 中 心 ， 家 庭 控 制 中 心 将 信 息 上 传 到 家 庭 网 适 、 安 全 、 便 利 、 环 保 的居 住 环 境 。 它 是 通 关 ， 家 庭 网 关 响 应 用户 远 程 提 交 的查 询 指 令 过 采 用 先进 的 计 算 机 、通 信 、 布 线 和 控 制 技 通过 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ ￣ ＃ 结 果 反 馈 到 用 户 手 中 的 移 动 术 ，建 立 一 个 由 家 庭 安 全 防护 、 网 络 服 务 和 终 端 之 上 。用 广 的 控 制 指 令 按 照 相 同 的 路 径 家 庭 自动 控 制 等 系 统 组 成 的家 庭 综 合 服 务 与 传 输 给 节 点 模 块 执 行 设 定 操 作 。 管理集成系 统，从而实现全面 的安全防护 、 本 系 统 实现 对 物 联 网 三 层 （ 感 知 层 ， 网 便利的通信 网络以及舒适 的居住 环境的家庭 络层 ，应用层 ）的全方 位技术运用 ，比较全 住宅。 面 的兼顾 了物联 网所涉 及的各类技术 ，包括 二 、Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技 术 简 介 无线 传 感 器 硬 件 、 嵌入 式 软 件 系 统 、ｗ ｉ ｆ ｉ 、 ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技 术 是 一 种 重 要 的 短 距 离 、 能 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 端 应 用 软 件 开 发 教 学 ，设 计 提 供 了 实 现 双 向 无 线 通 信 的 技 术 ， 由 于 它 具 有 低 智能 家 居 多 个 子 系 统 的应 用 实 训 。 成 本 、低 速 率 、 低 功 耗 、 低 复 杂 度 这 些 特 系 统 提 供 了 功 能 强 大 的 以Ａ Ｒ Ｍ 处 理 器 为 点 ，通 常 被 用 于 自动 控 制 和 远 程 控 制 领 域 。 内 核 的 网 关 硬 件 和 自 主 研 发 的 网 关 核 心 软 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 协 议 框 架 结 构 主 要 包 括 物 理 层 、媒 体 件 ， 不 仅 能 完 成 多 种 无 线 网 络 管 理 ，传 感 器 访 问控 制 层 、 网 络 层 、安 全 服 务 层 、 应 用 层 和 射 频 识 别 信 息 处 理 ， 而 且 可 以通 过 不 同 无 等五个部分。 线 和 有 线 网 络 路 径 ，将 数 据 传 输 到上 位 机 管 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技 术 自组 网 的 网络 拓 扑 结 构 主 理 平 台 ， 并 存 入 数 据 库 ，支 持 远 程 访 问， 并 要 有 星 型 、 树 型 和 网状 三 种 ， 在 组 网 时 可 以 运 用 虚 拟 技 术 仿 真 智 能 家 居 场 景 及 设 备 解 决 根 据 项 目 自身 的 实 际需 要 来选 择 其 中一 种 或 场地 及 设备 制 约 因素 。 多 种 网络 拓 扑 结 构 。与 普 通 网 络 一 样 ，每 个 （ 三 ） 系统 详 细 设 计 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 网 络 至 少 有 一 个 类 似 于 路 由器 功 能 的 系统主要包 括Ａ Ｒ Ｍ Ｉ ｌ 处 理器￥ ３ Ｃ ６ ４ １ Ｏ 和 器 件 一 一 协 调 器 ， 和 若 干 个 终 端 节 点 ，这 样 ｚ ｉ 曲ｅ ｅ 模 块 组 成 的 家 庭 网关 、无 线 路 由器 、 就 能 建 立 网 络 并对 网 络施 行 协调 功 能 。 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 终 端 设 备 （ 如红 外 探 测 器 、 门磁 开 关 三、智能家居 实训系统设计 和火 灾 探 测器 和 烟 感 燃 气探 测 器 等） 。 （ 一 ） 系 统 功 能 需 求 系统 的 内部 结 构 呈 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 星 型 网 络 结 根 据 实 现 原 理 及 功 能 来 划 分 ，共 包 含 智 构 ， 由传 感 器 获 取 的 相 关 数 据 以及 各 种 电器 能 网关板 、Ｌ Ｅ Ｄ 灯 光 控 制 板 、 轻 触 开 关 控 制 状 态 的 信 息 ，从 终 端 节 点 模 块 传 送 至 家 庭 网 板 、４ ８ ５ 信号控 制板 、温湿度 光敏采 集板 、 关 ， 用 户 和 家 庭 网 关 链 接 到 同 一 个 无 线 路 由 报 警 监 测控 制 板 、节 点 配 置模 块 、窗 磁 报 警 器 ， 这 样 用 户 就 可 以通 过 ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 用 户 界 面 器 控 制 板 等 八 种 。系 统 通 过 物 联 网应 用 上位 管 理 家 中 电器 状 态 。 机 管 理 软 件 可 实 现 智 能 照 明 、 智 能 安 防 、 人 １ ． 系统主控制器 脸 识 别 门 禁 、 智 能 音 响 、 智 能 冰 箱 、 能 耗 监 智 能 家 居 主 控 制 器 接 收 由 协 调 器 传 输 来 测 、环 境 监 测 、智 能 窗 帘 等 子 系 统 的 功 能 。 的 各 类 传 感 器返 回 的 状 态 信 息 ， 通 过 事 先 由 （ 二 ）系 统 总 体 设 计 用 户 设 定 好 的 各 个 指 标 如 温 度 、 湿 度 、光 照 智 能 家 居 实 训 系 统 是 以Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技 术 为 基 条 件 等 信 息 的 阈 值 进 行 综 合 智 能 判 断 ，并 采 础 ， 综 合 网 线 网 络 通 信 技 术 、 建 立 起 来 的 一 取 对 应 的 控 制 措施 发 出各 类 家 电控 制指 令 。 套 完 整 的 家 居 控 制 系 统 。 本 系 统 需要 在 家 居 家庭 网关是 以Ａ Ｒ Ｍ Ｉ １ 处理 器为核 心开发 设备之 上安装与之功能相 对应的节点模块 ， 的 ， 管 理 整 个 系 统 的 终 端 节 点 。 实 训 系 统 中