GPRS与ZigBee在智能家居安全防范中的应用
基于ZigBee-GPRS技术的物联网智能家居系统设计
基于ZigBee/GPRS技术的物联网智能家居系统设计摘要：本文提出了一个基于zigbee/gprs技术的智能家居系统的具体实施方案。
重点阐述了zigbee无线通信技术适用于智能家居系统的原因及软硬件设计方案。
该系统通过gprs接入internet，可以实施与家庭网关的无线通信，实现了传感网与电信网络之间的数据传输、不同类型感知网络之间的协议转换，具有良好的应用价值和市场推广价值。
关键词：物联网 gprs zigbee 智能家居家庭网关一、引言物联网是一种通过射频识别（rfid）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网就是“物物相连的互联网”。
第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。
二、物联网智能家居系统的核心技术（一） zigbee技术在智能家居系统中，无线网络技术应用于家庭网络已成为势不可挡的趋势，这不仅仅因为无线网络可以提供更大的灵活性、流动性，省去了花在综合布线上的费用和精力，而且它更符合于家庭网络的通讯的4个特点：①传输的数据量小；②信息的实时性高；③网络的容量大；④数据安全可靠。
同时随着无线网络技术的进一步发展，尤其zigbee技术的成熟，必将大大促进家庭智能化、网络化的进程。
zigbee是ieee 802.15.4协议的代名词。
根据这个协议规定的技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术。
它有自己的协议标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。
这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。
表1给出了上述几种短距离无线通信技术在通信距离、功耗、传输速率、连接设备数上的差别和性能比较。
ZigBee技术在智能家居中的应用.ppt
▪
ZigBee网络中终端产品与网关组网很方
便，下面以南京物联传感技术有限公司研制
无线红外入侵探测器、无线门窗磁探测器与 WL网关02型(局域网)无线网关为例，介绍 ZigBee网络中终端产品与无线网关如何进行 组网，具体操作见教材。
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第7章 ZigBee技术在智能家居中的
16
应用
7.4. CC2530芯片及其应用
▪ 电源需求：5VDC
▪ 工作温度：-10℃~ +55℃
▪ 重量：331g
▪ 净重量：160g
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第7章 ZigBee技术在智能家居中的
11
应用
▪ 7.2.3安装调试
▪ WL网关02型(局域网)无线网关的安装调试步 骤如下：
▪ 1接通电源，插好网线 ▪ 2手机安装好软件 ▪ 3用手机扫描用户ID码，加入局域网 ▪ 4联网设置
▪ 7.3.3红外线转发器
▪ ZigBee网络中的红外线转发器与第3章介绍的 红外线转发器的作用相同，不同的是将将 ZigBe无线信号与红外无线信号关联起来，通 过移动智能终端来控制电视、空调、电动窗 帘等使用红外遥控器的设备。
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第7章 ZigBee技术在智能家居中的
15
应用
▪ 7.3.4终端产品与网关组网
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应用
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第7章 ZigBee技术在智能家居中的
8
应用
▪ 7.1.5国际ZigBee联盟
▪ 国际ZigBee联盟是一个高速成长的非盈利业界 组织，成员包括国际著名半导体生产商、技术提供 者、技术集成商以及最终使用者，其标志如图7-5所 示。联盟制定了基于IEEE 802.15.4，具有高可靠、 高性价比、低功耗的网络应用规格。该联盟致力于 在全球各地推广ZigBee，使其能成为应用于家用电 器、能源、住宅、商业和工业领域的领先无线网络 连接、传感和控制标准。
ZigBee模块在智能家居应用论文
ZigBee模块在智能家居中的应用摘要：智能家居作为家庭信息化的实现方式已成为社会信息化发展的重要组成部分，在物联网智能家居繁多的应用中，因基于zigbee模块物联网最大的特点就是低功耗，特别是带有路由的可组网功能，非常符合物联智能家居这种市场需求的。
关键词：智能家居；物联网；zigbee模块中图分类号：tn929.5文献标识码：a文章编号：1007-9599 (2011) 24-0000-01zigbee module applications in the smart homepan yun,he yong(xinyang agricultural college,xinyang 464000,china)abstract:the smart home as a family of information technology has become an important part of social information.in many applications of internet of things,the biggest feature internet of things zigbee module is low power consumption,especially with the routing network function,is consistent with the objects associated smart home this market demand.keywords:smart home;the internet of things;the zigbee module一、智能家居现状、趋势及存在的问题智能家居作为家庭信息化的实现方式已成为社会信息化发展的重要组成部分，物联网因其巨大的应用前景，将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口，物联网繁多的应用，造就了一个庞大的产业链，从互联网、电脑、手机、天线等it通讯领域，到智能卡、芯片、传感器、红外线产品等工业领域，再到冰箱、电视机等制造领域，环环相扣，商机巨大。
ZigBee技术在智能家居中的应用
信息产业ZigBee技术在智能家居中的应用黄浩李旭婷（成都理工大学信息科学与技术学院，四川成都610059）近年来在无线个域网WPAN技术领域，各种标准的技术在竞相发展，而这些不同技术的产品之间既有竞争又有相互补充。
ZigBee正是在这种无线技术蓬勃发展的环境中应运而生的。
不同于其他一些通信技术，它不去追求高速率、远距离；而是针对特定的在智能家庭、智能建筑、工业自动化以及医疗领域的某些特定控制应用需求，锁定只以几十kbps的速率、几米~几十米的距离实现无线组网通信的能力，在这样的关键指标条件下，再确定出其他技术要求———微功耗、低复杂度，进而低价格，从此诞生了一种新的无线通信技术———ZigBee。
1ZigBee无线通信技术1.1ZigBee技术及主要特征。
ZigBee技术是最近发展起来的一种近距离无线通信技术，它功耗低、成本低、易应用，以2.4GHz为主要频段，采用扩频技术。
ZigBee被业界认为是最有可能应用在工业监控、传感器网络、家庭监控、安全系统等领域的无线技术。
形象化地描述ZigBee：它是一种简单的东西，其核心是多信道无线通信装置和微控制器，但它们都被集成在一两块半导体芯片上，封装在如同小指甲盖大小的塑料制品里面。
使用ZigBee技术实现的产品，一般采用廉价的8位微处理器，将无线射频收发模块集成在一块芯片上，外围接上几个阻容和晶振等器件，再连接一些A/D、D/A、I/O接口及控制电路（甚至这些电路也已集成到芯片中），即组成了诸如各种智能控制节点、无线传感器网络节点的核心控制模块。
当然，只有这些硬件电路还是远远不够的，还需要在上加载合适的无线通信软件（协议栈）和控制程序，才能组成完整的控制模块。
为此，现在也把这类有ZigBee协议栈及无线收发模块的单片机成为“无线单片机”，就是这个道理。
当然，目前市场上也有多种不同于ZigBee技术的其他近距离无线组网通信技术，但ZigBee已是被国际标准组织承认的标准化的无线通信技术，对那些ZigBee的竞争者来说，就是它的强势所在。
ZigBee技术在智能家居系统中应用研究
２１ ０ ２年 ６月 下
Ｃ ｎ ｕ ｅ ｌ ｃ ｒ ｎ Ｃ ａ ａ ｉｅ ｏ ｓ ｍ ｒ Ｅ ｅ ｔｏ ｉ ＳＭ ｇ ｚｎ
计算机科学
Ｚｇ ｅ技术在智能家居系统中应用研究 ｉቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｅ Ｂ
郑影 ’ ，崔连和 ，郑晓 东 （ ．齐齐哈 尔大学应 用技术 学院 黑龙 江 １ １０ ；２ １ ６０ ６ ．齐齐哈 尔大学计 算机 与控制 工程 学院 黑龙 江 １ １０） ６ ０６
摘要 ：Ｚｇ ｅ 技 术具有低 成本、低功耗、近距 离的特点 ，完全符合智 能家居 系统 内部 网络设 计需求。本文介绍 ｉＢ ｅ 了一种采 用簇树拓扑 结构 ，应 用 Ｃ ２ ３ Ｃ ５ ０片上 系统进行 ｚｇ ｅ 无 线通信各 节点硬件设计 和无线收发模 块软件 实现 ， ｉ ｅ Ｂ 该研 究完全 满足智能 家居 内网设计 需求，具有广 阔的应 用前景ｄ 关键字 ：Ｚ ｇ ｅ 技 术；智能家居 系统 ；内部网络 ｉ ｅ Ｂ 中图分类号 ：Ｔ ２ ３ Ｐ ７ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号：１７ － ７ ２（０ ２ ０ — ０ ２ ０ ６４ ７ １ ２ １） ６ ０ ６ — １
一
、
引言
随着计算机、网络 、通信和无线传感技术 的不断发展 和人 们 生 活 水 平 的 不 断 提 高 ，人 们 希 望 对 家 进 行 智 能化 管 理 。智 能 家 居 系 统 可 以帮 助 人 们 实 现 这 一 愿 望 。 能家 居 系统 一般 由家 智 庭 内部网络、网关 、外部网络和终端应用程序几部分组成 。其 中 内部网络是智能家居系统中最重要的部分 ， 主要 负责家庭被 控硬 件 设 备 各 种信 息 的 采集 、 处 理 和 控 制 川。无 线 网络 是 未 来 的发展 趋势 ，针对家庭 内部距 离短 的特 点选用 短距 离无线 网 络。 典型短距离无线 网络技主要有红外 、 蓝牙 、 ．ｉ和 ｚｇ ｃ ｗｉ Ｆ ｉＢ ｅ 技术，红外光线只能沿直线传输 、遮拦后无法通信且只支持 点 对 点通信 ；蓝牙需要专门的芯片，协议复杂，内存资源需求大； Ｗｉ ｉ射频和基带协议 比较复杂 ，功耗高 、成本高 。通过 比较 ． Ｆ 图 １ 智能家居 内网的结构 ｚ ｇ ｅ 技术是 目前最适合智 能家居 内部网络 的技术。 ｉＢ ｅ （ ）硬 件 设 计 二 二、ｚ ｇ ｅ 技术介绍 ｉＢ ｅ 智能家居 内部 Ｚｇ ｅ无线网络 由各种传感器节点 、路 由 ｉＢｅ （ ）Ｚｇ ｅ 技 术 简 介 － ｉＢ ｅ 器节点和协调器节 点构成 ，实现数据 采集 、处理和无线信号 的 Ｚｇ ｅ 技 术 是 一种 符 合 Ｉ Ｅ ０ ．５ ｉＢ ｅ Ｅ Ｅ ８ ２１． 准 研 制 开发 的 短 收 发 。传 感 器 节 点硬 件 设计 如 图 ２ ４标 。路 由器 节 点硬 件 设 计 如 图 。 。 距 离 、低 成 本 、低 功 耗 、低 速 率 、低 复 杂 度 的双 向无 线 通 信 网 ３ 协 调 器 节 点 硬 件 设 计 如 图 ４ 络技术 。广泛应用在 消费电子、家庭楼 宇 自动化、工业 控制、 Ｐ 机外 围设备 、物流管理 、环境监测等领 域【。Ｚｇ ｅ ｃ ２ ｉＢ ｅ技术 】 特 点是ｐ： 点功耗低 ， 】节 两节五 号电池可 以使用半年 到 １ 半； 年 开发成本低 ，网络协 议简单，免除专利费，Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ芯片 ，价格 便宜 ；网络容量大 ，最多可容 纳 ６ ，０ ０多个节 点，每个节点 ５ ０ 最 多还 可 以容 纳 ２４ 个 设 备 ；时 延 短 ， 设 备 搜 索 时 延 ３ ｍｓ ５ ０ ， 活 动 设备 信 道 接 入 时延 １ｍｓ ５ ，休 眠 激 活 时延 １ｍｓ 网络 自组 ５ ； 织 能力 强 ，节 点 工 作 无 需 人 工 干 预 ， 白组 织 感 知 其 他 节 点 ，并 确定连接关系 ，组成结构化 的网络 。 （ ） Ｚｇ ｅ － ｉＢ ｅ网络 结构 Ｉ Ｅ ０ ． ． Ｚ ｇ ｅ Ｅ Ｅ８ ２１ ４和 ｉＢ ｅ联盟根据 功能将网络设备分为全 ５ 图 ３ 传 感器 节点硬件设计 功能设备 （ Ｆ 和 简化 功能设备 （ Ｆ ， Ｆ Ｄ） Ｒ Ｄ） 其中 Ｆ Ｄ实现 Ｉ Ｅ Ｆ ＥＥ ８ ２１ ． 议 的 全 集 ， Ｒ Ｄ 只 实 现 了其 中 的 一 部 分 。 Ｆ 可 ０ ． ４协 ５ 而 Ｆ ＦＤ 以与 Ｒ Ｄ 或 其 它 Ｆ Ｄ 通 信 ， 而 Ｒ Ｄ 只 能 和 Ｆ Ｄ 通 信 。根 据 Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ 节点在 网络 中承担 的任务 网络设备又可分 为：个域 网协 调器 、 协调器和一般设备 。个域 网协调器、协调器是全功能 设备 ，一 般 设 备 可 以是 全 功 能 设 备 ， 可 以 是 简化 功 能 设 备 。 个 Ｉ Ｅ 也 一 ＥＥ 图 ４ 路 由器 节 点 硬 件 设 计 ８ ２１ ． 络 只 能 有 ‘ 个 域 网 协 调 器 。 ｉＢ ｅ 准 在此 基 础 ０ ． ４网 ５ 个 Ｚｇ ｅ 标 上 将 这 三 种 设 备 分 别 定 义 成 ：Ｚｇ ｃ 协 调 器 ，Ｚｇ ｅ 由器 ， ｉＢ ｅ ｉ Ｂｅ 路 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ终端设备 。在 ｚ ｇ ｅ ｉＢ ｅ协议规 范中，定义 了星 型、网状 和簇树型结构三种网络拓扑结构 。 三 、 智 能 家 居 内网 设 计 （ ）设 计 思 想 一 图 ５ 控制 中心节 点硬件 设计 根据智能家居系统 内网和 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ技术特 点，本 文设计的 其中 Ｃ ２ ３ Ｃ ５ ０是美 国 Ｔ 公司推 出的一款含有 ８ ５ Ｉ ０ １内核和 智能家居系统 内部网络主要 由多种传感器节点 ，路 由器节 点， ２４ Ｈｚ射频芯片 【。电源采用 ＭＡＸ６ ７电压转换芯片 ，实现 ．Ｇ ４ 】 ８ 协调器节点组成。其 中传感器节点负责数据 的采集与发送 ；路 ２ ３６ 的 电 压 转 换 。时 钟 部 分 选 用 ３ ＭＨ Ｖ～ ． Ｖ ２ ｚ晶 振 提 供 系 统 正 由器节点负责网络的管理与数据的转发；协调器节 点主要 负责 常 工 作 时 的 时 钟 频 率 ， 与 Ｃ ２ ３ 的 Ｐ１ Ｃ ５０ ８和 Ｐ ９ 引 脚 连 接 。 １ 网络的建立 、节点 的管理 、数据 的处理 以及对外的接 口。采用 ３ ． ８ Ｈｚ 晶振 提 供 系 统在 低 功 耗 模 式下 的工 作频 率 ，与 ２７ Ｋ ６ 簇 树型网络 拓扑结构，家庭 内部网络空 间较大时 ，增加路 由节 Ｃ ２ ３ Ｃ ５ ０的 Ｐ ２和 Ｐ ３号引脚 连接 。射 频天线模块 由阻抗匹配 ２ ２ 点保证网络的连通性和扩展性。智能家居 内网结构如 图 １ 。 电路 与天 线馈线 电路组成 。选用 Ｒ 一３ Ｓ２ ２的 ９针 Ｄ型连接器与 Ｃ ２３ Ｃ ５ ０芯片的 ＵＡ ０连接作为 串口通信接 口。Ｌ Ｄ 显示模 ＲＴ Ｅ 块 由红、黄、绿 ３种颜色的 Ｌ Ｄ 发光二极管组成 ，用来表示 Ｅ 节 点的工 作状 态。 、 温 湿度传感器节点采用瑞士 Ｓｎｉｏ ｅ ｓ ｎ公司 ｉ ｆ
zigbee在智能家居中的应用原理
Zigbee在智能家居中的应用原理什么是Zigbee技术？Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的低功耗、短距离、无线通信技术。
它可以在广泛的应用领域中实现设备之间的远程通信。
Zigbee技术广泛用于智能家居系统，具有可靠性高、低功耗、灵活性强等特点。
Zigbee在智能家居中的优势和应用原理Zigbee在智能家居中有许多优势，它使得智能家居系统更加智能、高效和便捷。
以下是Zigbee在智能家居中的应用原理：1.无线控制和远程操作：Zigbee技术可以通过无线信号将智能家居设备连接到智能家庭控制中心，用户可以远程控制和操作各种设备，例如电灯开关、温控器、窗帘等。
2.低功耗和长寿命：Zigbee设备采用低功耗设计，可以通过更小的电池或电源持续工作数月甚至数年。
这使得智能家居系统更加可靠和节能。
3.自组织网络：Zigbee设备可以形成自组织网络，无需复杂的网络配置和管理。
当有新的设备加入网络时，系统可以自动识别并添加到网络中。
4.灵活的网状拓扑结构：Zigbee设备可以形成网状拓扑结构，每个设备可以直接与其他设备通信，提供了更好的覆盖范围和可扩展性。
5.安全和保密性：Zigbee使用加密算法对数据进行安全保护，确保设备之间的通信是安全的，使得智能家居系统不易受到黑客攻击。
Zigbee在智能家居中的具体应用场景Zigbee技术在智能家居中有许多具体的应用场景，以下是其中的一些例子：•智能照明系统：Zigbee技术可以用于控制智能照明系统，用户可以通过智能手机或智能显示器远程控制灯光的亮度和颜色，实现节能和个性化的照明效果。
•温控系统：Zigbee技术可以用于控制智能温控系统，用户可以通过智能手机设置房间的温度和湿度，实现智能化的节能和舒适性控制。
•智能安防系统：Zigbee技术可以用于连接智能安防设备，例如智能门锁、摄像头和报警器。
用户可以通过智能手机监控和控制家庭安全，实现远程查看和报警功能。
ZigBee无线通信技术在家庭自动化中的应用
ZigBee无线通信技术在家庭自动化中的应用随着科技的不断发展，智能家居已经成为了现代家庭必不可少的一部分，而ZigBee无线通信技术也逐渐得到了越来越多的人关注和使用。
那么，ZigBee无线通信技术在家庭自动化中具体的应用及其优势是什么呢？一、ZigBee无线通信技术的基本原理ZigBee无线通信技术是一种低功耗、短距离、低数据速率的无线通信技术，它可以实现低功耗设备之间的无线通信，并可以使这些设备在一个网络环境中实现互联互通。
其基本原理是使用整个频谱上的窄带信道进行通信，把数据分成小块进行传输，从而降低了功耗和成本。
二、ZigBee在家庭自动化中的应用1、智能家居控制系统ZigBee技术可以实现智能家居系统的无线互联，让家中的各种设备能够相互交互，并可以通过手机、平板电脑等智能设备进行控制。
例如，当主人出门时，可以通过手机上的应用程序关闭家里的空调、电视等设备，从而达到节能的效果。
2、安全监控系统ZigBee技术还可以用于家庭安防监控系统。
通过安装一些无线传感器，可以实现对门窗、烟雾、气体、水浸等异常情况的检测。
一旦检测到异常情况，系统便可立即发出报警信号，提高家庭安全系数。
3、智能家电控制现在越来越多的家电制造商开始将ZigBee技术应用到家电产品中。
通过智能网关，可以将智能家电相互连接，实现家庭自动化控制。
例如，当主人离开家时，智能网关会自动关闭家里的空调、电视等电器，当主人回家时，系统也会自动开启这些设备。
三、ZigBee在家庭自动化中的优势1、低功耗、长寿命ZigBee技术的低功耗性质使得它可以在电力不足或无电的情况下运行，并且其寿命也比传统的无线技术长，可以达到数年甚至十年。
2、可靠稳定ZigBee技术采用更高级的方法来处理数据包丢失和重传，因此能够保持网络的稳定性。
与此同时，其小型化架构，也使得其更容易被维护和升级，以满足不同的管理需求。
3、通信距离更远ZigBee技术使用低功率射频（RF）信号，可实现更远的无线通信距离。
基于GPRS与ZigBee的智能家居设计
Ｚｇ ｅ ｉ ｅ无 线 网 络 通 信 模 块 采 用 赫 利 讯 的 Ｉ Ｂ Ｐ—
Ｌｎ ｌ７ ｉｋ ２ ０模 块 。Ｚｇ ｅ （ Ｅ Ｅ ０ ． ５ ４ 技 术 是 最 近 发 展 ｉＢ ｅ Ｉ Ｅ ８ ２ １ ． ）
发 模 块 ， 频 部 分 使 用 Ｆ ｅｓａ 射 ｒｅｃｌ ｅ的 ＭＣ ３ ９ ／ ３ ９ ／ １ １ １１ １ ２ １１ ３ 芯 片 ， ＭＣ 使 用 的 是 ３９ Ｕ
ＭＣ Ｓ ８ ９ ０ ＧＴ６ ０芯 片 。
Ｆ ｅｓａｅ 公 司 的 ｒｅｃｌ
管理 ， 全性 、 安 可靠 性 高 。
起 来 的 一 种 近 距 离 、 功 耗 、 数 据 率 、 成 本 的 双 向 短距 低 低 低
离 无 线 通 信 技 术 ， 业 界 认 为 是 最 有 可 能 应用 在 工控 场 合 被 的 无 线 方 式 ［ 。 Ｈｅｉｏ ３ ］ ｌ ｍｍ 公 司 推 出 的 Ｉ —Ｌｉｋ ２ ０是 ｃ Ｐ ｎ １７ Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ的 开发 工 具 和产 品 ， 含 符 合 ８ ２ １ ． 包 ０ ． ５ ４标 准 的 ２ ．
能 在 网状 或 多 次 跳 接 （ ｌｈ ｐ 无 线 网络 内 支 持 串 行 数 ｍｕｔ ｏ ） ｉ
以单 户 家庭 为单 元 的通 信 控 制 模 式 ， 每 一 个 家 庭 中都 安 在 装 一 个 主 控 中心 （ 责用 户控 制 信 号 及 家 电反 馈 信 息 的接 负 收 和 转 发 ）及 若 干 个 与家 电设 备 相 连 的 分 控 终 端 （ 制 该 ， 控
家庭的所有电器） 主控和分控 装 置由家庭 总线相 连 ， 。 家 庭 总 线 采用 Ｚｇ ｅ 线 通 信 方 式 。此 装 置 便 于 家 庭 独 自 ｉＢ ｅ无
GSM与ZigBee技术在智能家居控制系统中的应用设计
元 互相连接 起来 ， 实现对 所有智 能家 居 网络 上 的家 电
设备的远程控制和家居环境参数的监控…．
网络 的连 接方 式 大 体 可 以分 成 有 线 连 接 、 线 无 连 接 以及有 线 与无线 相 结合 的方式 ． 目前 ， 大多 数 的 家 庭 控制 网络 采用 的都 是 有 线 连 接 ， 专 用 电缆 与 有
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｍａ ｎ ｙ ｓ ｄ ｅ ｈ ｐ ｌ ａｉ ｎ ｏ ｉ Ｂ ｅ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ｎ Ｍ ｒ ｎ ｍｉｓ ｎ ｎ ｔ ｏ ｋ ｉ ｅｄ — ｓｒ ｃ ： ｔ ｉ ｌ ｔ ｉｓｔ ｅ ａ ｐ ｉ ｔ ｆＺ ｇ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ ＧＳ ｔ ｓ ｓ ｉ ｅ ｗ ｒ ｔ ｅ ｕ ｃ ｏ ｅ ａ ｏ ｎ ｈ
ｓｇ ｆｔ ｅ ｃ ｎｔｏ ｙ ｔ ｍ ｏ ｎｔｌｉｅ ｔｈ ｍｅ ． Ｔ ｇ ｅ ｔ ｒ ｎ ｌｎ ｄｅ ｎ ｓｅ ｏ ｔｏｌ ｒｗｅ ｅ ｉｎ ｏ ｈ ｏ ｒ ｌｓ ｓｅ ｆｒ ｉ ｅ ｌ ｎ ｏ ｓ ｗｏ ＺｉＢｅ ｅ ｍｉ ａ ｏ ｓ ａ ｄ ａ ｍａ ｔｒ ｃ ｎ ｒｌｅ ｒ ｇ ｄ ｓｇ ｄ ｔ ｏ ｏ ｅ ｔ ｅｗｉｅｅ ｓｓ ｎｓ ｒｎ ｔ ｒ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｌｔｏ Ｏ ｔ ａ ｈ ａ ａ ｔ ｒ ｆｉ ｔｌｉｅ ｔ ｅ ｉｎｅ ｏ ｃ ｍｐ ｓ ｈ ｒ ｌｓ ｅ ｏ ｅｗｏｋ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌｐａｆ ｒ Ｓ ｈ ｔｔ ｅ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓｏ ｎ ｅｌｇ ｎ ｍ
zigbee技术在智能家居中的应用
家居设备终端节点框图
服务器与网络协调器逻辑连接图
系统软件主要模块结构图zigb Nhomakorabeae技术特点
• ZigBee 是一种新兴的无线通信技术，它具有低功耗、低 数据速率、低成本、短距离等特点。 • ZigBee有多种网络拓扑结构，包括星型、树型、网状型， 自组网能力强，网络容量大。
星型拓扑
树形拓扑
网状网络
基于 ZigBee 技术的家庭网络平台模型
基于 ZigBee 的智能家居演示系统
zigbee技术在智能家居中的应用
智能家居概念及应用举例
• 智能家居概念：简单来说就是利用计算机技术、网络通讯 技术将与家居生活有关的各种设备有机地结合在一起，进 行集中管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。
• 应用举例：通过计算机或手持终端，可以随时在任何一个 地方对各种家电设备进行智能控制，调节冰箱温度、打开 关闭窗帘、设置空调温度、控制洗衣机洗涤衣物等等。
基于Zigbee和GPRS的智能家居安防系统设计
随着信息化时代 的到来 ， 计算机技术 、 通信技术 、 网络 技术 、 控 制 技术都 得到 了迅猛 的发 展与 提高 ， 人们 的 自身生活 与居住条 件 都得 到了很大 的提高 ， 人们也对居住环 境的要求也越来越 高 ， 能 智 家居 的出现迎合 了人 们 的这种需 求 。传感 器 网络 、 线通 信技 术 无 和普适计 算是智能家 居的核 心技术 ［ ］ １。物联 网技术 的提 出和发 展越来越 受到人们 的关注 ， 其应 用范 围也越来 越广 。作为智 能 家 居 的一个 重要组成部分 ， 智能家居安 防系统 是集信息技术 、 网络技 术、 传感技术 、 无线 电技术 、 糊控 制技术 等多种 技术 为一体 的综 模 合应用 ， 通过结合 Ｚ ｇ ｅ Ｇ ＲＳ技术 的优势 ， ｉＢ ｅ和 Ｐ 将家庭 环境监 控 、 家庭 安全 防范等功能 集为 一体构成 的智能 系统产 品 ， 具有 很强 的 技术性和前 瞻性［ —３ 。 ２ ］
３ 门禁 访 问 功 能 、
在系统正常运行过程 中， 如遇到用户外出而有客来访的情况 ， 客人在按下 门铃后 ， 系统会 自动拨通预存的用户手机号码 。
二、 系统 硬 件 设计
网络技术 Ｚｇ ｅ 和 Ｇ ＲＳ移动通 信相结 合 ， ｉ ｅ ｂ Ｐ 实现 了家居 安 防 自动 报警 、 家居状况实时监测 和 门禁访 问功能 ， 助用户 营造 安全 、 帮 方
框 图如图 １ 示 。传感器子节点 负责将传感器参数 经 Ｚｇ ｅ 无 线 所 ｉｂｅ 传感 网络 发送至 总控制器 ， 主控器主要 实现 系统控制 和与住户 的 交互 ， 收各子节 点上传数 据 ， 接 对传 感器状 态进行 实 时监控 ， 当出
zigbee在智能家居中的应用
行业标准与规范
国际标准制定
01
Zigbee协议将积极参与国际标准的制定，推动智能家居行业的
标准化进程，促进不同品牌和设备之间的互操作性。
国内标准建设
02
我国将加强Zigbee协议的标准化工作，制定符合国情的智能家
居行业标准，规范市场秩序，促进产业健康发展。
认证体系建立
03
建立针对Zigbee产品的认证体系，确保产品的质量和性能符合
1 2
协调器
负责建立和管理网络，存储网络配置和安全策略 。
路由器
能够中继数据，扩展网络覆盖范围。
3
终端设备
负责采集数据或执行控制命令，通常不具备路由 功能。
Zigbee协议栈
应用层
提供各种应用服务，如设备配置、安全控制 等。
传输层
提供可靠的传输服务，确保数据正确传输。
网络层
负责设备加入和离开网络、路由和寻址等网 络管理功能。
成本
Zigbee模块的成本相对较高，对于一些价格敏感的智能家居产品来说 是一个挑战。
传输速度
Zigbee的传输速度相对较低，对于需要高速传输的应用场景可能不太 适用。
网络部署
在智能家居中部署Zigbee网络需要专业的知识和技能，对于普通用户 来说有一定的难度。
04
CATALOGUE
Zigbee在智能家居中的未来发展
技术创新
无线通信技术升级
随着无线通信技术的发展，Zigbee协议将不断升级和完善 ，提高数据传输速度和稳定性，以满足智能家居对高速、 低延迟的需求。
物联网技术的融合
Zigbee将与物联网技术进一步融合，实现更广泛的设备连 接和智能化控制，推动智能家居系统的整体升级。
基于ZigBee的移动智能终端在物联网智能家具中的应用
如“回家模式”、“离家模式”、“会客模式”等，根据不同模式调整家居 设备的状态，提高生活便利性。
2、基于ZigBee的智能安防系统。该系统通过安装ZigBee无线传感器和报警 器，实时监测家里的门窗状况、烟雾浓度、燃气泄漏等，一旦发现异常情况立即 发送报警信号，提高家庭安全防范能力。
3、基于ZigBee的智能环境控制系统。该系统通过安装温湿度传感器、光照 传感器等，实时监测室内环境状况，并根据监测数据自动调节家里的窗帘、灯光、 空调等设备，为住户创造更加舒适的生活环境。
这会影响移动智能终端与物联网智能家具之间的通信质量。此外，由于不同 设备的兼容性问题，移动智能终端的应用程序可能无法与所有类型的物联网智能 家具进行适配。
尽管基于ZigBee的移动智能终端在物联网智能家具中的应用存在一些缺点， 但是随着技术的不断进步和优化，这些问题将逐渐得到解决。未来的物联网智能 家具将更加智能化、个性化、人性化，通过更加精准地为用户提供服务，
进行相应操作。此外，移动智能终端还具备远程控制功能，用户可以通过终 端设备对家具进行远程操控，例如开关机、调节温度、湿度等。
尽管基于ZigBee的移动智能终端在物联网智能家具中的应用有许多优点，但 也存在一些缺点。首先，由于ZigBee技术的低数据速率，可能会影响数据的传输 速度和实时性。其次，ZigBee网络的稳定性可能受到干扰，如信号遮挡、电磁干 扰等，
，相信基于ZigBee的移动智能终端将会在物联网智能家具领域发挥越来越重 要的作用。
参考内容
智能家居物联网系统与ZigBee技 术的完美结合
随着科技的迅速发展和人们生活水平的提高，智能家居物联网系统逐渐成为 日常生活的重要部分。尤其在物联网领域，ZigBee技术的应用越来越广泛，使得 智能家居系统的设计和实现变得更为简单和高效。
智能家居中的远程控制技术
智能家居中的远程控制技术随着科技的不断发展，人们的生活变得越来越方便而智能化。
而智能家居就是智能化生活的一个重要方面。
在智能家居中，使用远程控制技术可以使人们更加方便和便利地控制自己家中的各种功能。
下面来探讨一下智能家居中的远程控制技术。
一、智能家居的概念智能家居是指通过各种智能化设备，如传感器、智能手机、家庭电脑、智能电器等，来实现家庭自动化控制、电器联动、家庭娱乐等各种生活方式的智能化，以提高生活品质和安全水平的一种家居控制系统。
智能家居可以是独立控制的系统，也可以是与现有家庭电子设备系统集成的全屋智能家居系统。
二、智能家居的远程控制技术1. 远程控制技术的定义远程控制技术是指通过网络、无线电波、红外线、蓝牙等手段对地理位置不同的设备进行控制的技术。
智能家居中的远程控制技术则指的是通过互联网等网络手段来远程控制家庭电器、照明、安防等各种智能家居设备以及家庭娱乐等内容。
2. 远程控制技术的优点采用远程控制技术的优点主要包括以下几个方面：（1）便于操作：可以随时随地通过手机等设备来进行控制；（2）减少能源浪费：可以随时控制家庭用电情况，减少能源浪费；（3）提高生活品质：可以根据自己的需求随时调整居家环境；（4）提高安全水平：可以远程监控家庭安全状况，提高家庭安全水平。
三、智能家居中的远程控制技术实现方法1. 无线网络技术采用无线网络技术实现远程控制，可以使智能家居设备与互联网连接，使用智能手机等设备对家庭设备进行远程控制。
无线网络技术的优点是方便、快捷、灵活，但存在安全性问题。
2. ZigBee技术ZigBee是一种专门用于远程控制的低功耗和低速传输技术。
它有着低功耗、高安全性、成本低等优点，适用于家庭智能化控制中的远程控制场景。
ZigBee技术的缺点是传输速度慢。
3. GSM/GPRS技术GSM/GPRS技术是指通过移动通讯网络实现远程控制技术。
采用GSM/GPRS技术，可以实现远程固定电话、移动电话、电脑及各种无线移动终端对家庭设备进行远程控制。
ZigBee技术在智能家居系统中应用的思考
的 优 越 性 。提 出 了 Ｚｉ ｅ的 出现 将 推 动 无 线技 术在 智 能 家居 领 域 的应 用 ，并 对 Ｚｇ ｅ 术 在 智 能 家居 领 域 的 发 展 前 景 进 行 了展 ｇ Ｂｅ ｉＢ ｅ技
［ 键 词 ］ ｇ ｅ 智 能 家居 前 景 展 望 关 Ｚｉ Ｂｅ
０ 引 言 ．
科技信息．
博士 ・ 家论 坛 专
Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ技 术 在 智 链 家 居 系统 巾应 用 昀 思 考
武 夷 学院数 学与 计算机 系 阮 星
［ 摘
望。
要 ］ 文 首 先提 出 了无 线技 术在 智 能 家居 领 域 应 用 的优 势 ， 而分 析 Ｚｉ ｅ 技 术 的特 点 ， 述 了 Ｚｉ ｅ 技 术 在 智 能 家居 领 域 本 进 ｇ ｅ Ｂ 阐 ｇ ｅ Ｂ
民 生 活水 平 的不 断 提 高 ，已 经 有 越 来 越 多 的厂 商 和 个 人 开 展 了对 智 能 家 居 的研 究 ， 有 各 类 相关 产 品 问 世 。 并
（） ３ 低速率 ，ｉＢ ｅ 作在 ２ Ｚｇ ｅ 工 ０～２ ０ ｂ ｓ的较低速 率 ， 不同频带 ５ｋｐ 在 间分别提供 ２ ０ ｂ （．Ｇ ｚ、０ ｂｓ９ ５ ｚ和 ２ ｋ ｐ（６ ＭＨｚ的原始 ５ ｋ ｐ２４ Ｈ ）４ ｋｐ （１ ＭＨ ） ０ ｂ ｓ ８ ８ ） 数据吞 吐率满足低速率传输数据的应用需求 。 （） ４ 短时延 ，ｉＢ ｅ的响应速度较 快 ， ｚｇ ｅ 一般从 睡眠转入工 作状态只 需 １ ｍ ， 点连 接 进 入 网络 只需 ３ ｍｓ进 一 步 节 省 了 电 能 。 相 对 而 言 ５ ｓ节 ０ ，
智 能 家 居 ， 称 为 智 能 住 宅 （ＭＡＲ Ｏ 又 Ｓ ＴＨ ＭＥ）是 以住 宅 为 平 台 ， ， 利 用 综 合 布 线技 术 、 控 制 技 术 、 自动 网络 通 信 技 术 、 全 防 范技 术 、 视 频 安 音 技术将家居生活有关 的设备集成 ，构建高效 的住宅设施 与家庭 日程事 务 的管 理 系 统 ， 升 家 居 安 全 性 、 利 性 、 适 性 、 术 性 ， 实 现 环 保 提 便 舒 艺 并 节 能 的居 住 环 境 。智 能 家 居 起 源 于 上 世 纪 ８ 代 的美 国 ， Ｏ年 随着 我 国人
ZigBee技术在智能家居中的应用
ZigBee技术在智能家居中的应⽤ZigBee技术在智能家居中地应⽤随着信息技术和⽹络技术地⾼速发展及⼈们居住理念地变化与提升，⼈们越来越追求⽣活细节地简单化和智能化，希望在⽇常家居⽣活中都能置⼊智能化程序，享受“⼀键OK"式地简单⽣活操作.于是智能家居、智能住宅、数字家园、⽹络化住宅、家庭⽹络、数码家庭等概念在国内外被⼴泛提出，各种新技术在家庭智能化系统中不断得到应⽤.低功耗、低成本、易于组⽹和维护地家庭智能化系统地研究与开发，是⼀项有关⾃动控制、计算机、通信等多学科交叉研究地课题.ZigBee是⼀个最近新出现地⽆线通信技术，以短距离，低功耗，优秀组⽹能⼒等特点在家⽤系统控制、楼宇⾃动化、⼯业监控领域具有⼴阔地市场空间.蓝⽛、WLAN技术，由于协议复杂、成本⾼、耗电等，在上述应⽤领域中地推⼴应⽤遇到较⼤地困难.b5E2RGbCAPZigBee技术介绍ZigBee⼀般翻译为群蜂技术，ZigBee⼀词源⾃于蜜蜂(Bee)，系因蜜蜂看似随意在跳着字形舞，但实际上却是将有花和蜂蜜所在地地讯息正确地传达给其他蜜蜂.⽽ZigBee也具备相似地通讯能⼒，可以将讯息透过ZigBee⽹路传递给其他ZigBee装置.ZigBee包含了两种不同单位所制定地通讯规格，⼀个是由ZigBeeAlliance所主导地标准，定义了⽹路层、安全层、应⽤层以及各种应⽤产品地Profile;另外⼀个则是由IEEE所制定地IEEE802.15.4标准，定义了实体层以及媒体存取层..Zigbee是⼀种新兴地近程、低速率、低功耗地⽆线⽹络技术，主要⽤于近距离⽆线连接.具有低复杂度、低功耗、低速率、低成本、⾃组⽹、⾼可靠、超视距地特点.主要适合应⽤于⾃动控制和远程控制等领域，可以嵌⼊各种设备.简⽽⾔之，ZigBee就是⼀种便宜地、低功耗、⾃组⽹地近程⽆线通讯技术.p1EanqFDPw本⽂根据将ZigBee⽆线技术应⽤在智能家居上，并通过因特⽹甚⾄是⼿机远程监控来实现智能家居设备地管理这⼀理念，构建了智能家居系统，通过家庭⽹关将家庭内部⽆线⽹络和外部⼴域⽹沟通起来.研究了ZigBee各个通信协议层地具体功能与作⽤，采⽤Jennic公司地JN5139R1M0模块，它符合ZigBee标准.以该模块为核⼼设计节点硬件电路，在开源代码地基础上完成了协调器和终端节点软件相关应⽤地设计，从⽽组建智能家居内部⽆线⽹络.DXDiTa9E3d家庭⽹关是由家居内部⽆线⽹络ZigBee协调者和嵌⼊式Web服务器两个部分组成，两者各司其职，前者主导家庭内部⽆线⽹络，后者与外部⽹络通信.为了实现远程监控功能，以嵌⼊式Linux为平台构建了Web服务器，并移植了数据库Sqlite.⽤户通过家庭⽹关达到监控智能家居地⽬地.实验结果表明，⽤户通过家庭⽹关可以实时监控和管理智能家庭设备，ZigBee⽆线技术适合于组建智能家居系统，系统安装⽅便，扩展性好，具有很好地实⽤价值.RTCrpUDGiTZigBee是最近提出地⼀种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本地双向⽆线通信新技术，主要适⽤于⾃动控制和远程控制领域，可以满⾜对⼩型廉价设备地⽆线联⽹和控制.5PCzVD7HxA采取了IEEE802.15.4强有⼒地⽆线物理层所规定地全部优点：省电、简单、成本⼜低地规格；ZigBee增加了逻辑⽹络、⽹络安全和应⽤层.主要应⽤领域包括⼯业控制、消费性电⼦设备、汽车⾃动化、家庭和楼宇⾃动化、医⽤设备控制等.jLBHrnAILgZigBee设备按⽹络功能分3种：⽹络协调器（Network Coordinator）、路由节点（Network Node）及终端节点（IEEE Node）.前两种都是FFD，可以与任何节点通信；终端节点是RFD.xHAQX74J0XZigBee地拓扑结构ZigBee设备类型Wireless gateway（⽆线⽹关）将ZigBee ⽆线⽹络信号和互联⽹⽹络相互连接地桥接设备，实现ZigBee ⽹络设备与互联⽹⽹络设备之间地监测与控制LDAYtRyKfEEnd-Device（终端设备）终端设备没有特定地维持⽹络结构地责任，它可以睡眠或者唤醒，因此它可以是⼀个电池供电设备.ZigBee特点1、数据传输速率低：10KB/秒-250KB/秒，专注于低速传输应⽤.Zzz6ZB2Ltk2、功耗低：在低功耗待机模式下，两节普通5号电池可使⽤6-24个⽉.3、成本低：ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以⼤⼤降低了成本.4、⽹络容量⼤：⽹络最多可容纳65,000个设备.5、⽹络地⾃组织、⾃愈能⼒强，通信可靠.6、数据安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，采⽤AES-128加密算法.7、⼯作频段灵活：使⽤频段为2.4GHz、868MHz（欧洲）和915MHz（美国），均为免执照（免费）地频段.dvzfvkwMI1 ZigBee应⽤范围图ZigBee系列产品类型1、ZigBee红外转发器功能：接收⽹关或遥控器指令，实现⽆线码到红外码地转发，从⽽可⽤⽆线⽅式对家电设备进⾏控制.操作：使⽤前需要和⽹关或协调器、家电红外遥控器对码2、ZigBee单键调光开关功能：接收⽹关或遥控器指令进⾏灯控，开关和调光，并对执⾏情况反馈操作：操作前需要和⽹关和遥控器进⾏单控和情景对码操作，并会存储情景对码信息3、ZigBee双键智能开关功能：接收⽹关或遥控器指令进⾏单控或场景控制，并对执⾏情况反馈操作：操作前需要和⽹关和遥控器进⾏单控和情景对码操作，并会存储情景对码信息4、ZigBee窗帘控制器功能：接收⽹关或遥控器指令进⾏窗帘开关控制，并对执⾏情况反馈操作：操作前需要和⽹关和遥控器进⾏单控和情景对码操作，并会存储情景对码信息5、插座-协调器rqyn14ZNXI功能：插座协调器合⼀设备，提供拨动开关，切换设备类型；在不存在⽹关地情况下，切换为协调器设备，否则这作为普通开关使⽤EmxvxOtOco操作：操作前需要和⽹关和遥控器进⾏单控和情景对码操作，并会存储情景对码信息Zigbee在智能家居应⽤⽅案ZigBee智能家居是以家庭为单位进⾏设计安装，每个家庭都安装⼀个家庭⽹关、若⼲个⽆线通讯ZigBee⼦节点模块.在家庭⽹关和每个⼦节点上都接有⼀个⽆线⽹络收发模块（符号ZigBee技术标准地产品），通过这些⽆线⽹络收发模块，数据在⽹关和⼦节点之间进⾏传送.SixE2yXPq5版权申明本⽂部分内容，包括⽂字、图⽚、以及设计等在⽹上搜集整理.版权为个⼈所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.6ewMyirQFL⽤户可将本⽂地内容或服务⽤于个⼈学习、研究或欣赏，以及其他⾮商业性或⾮盈利性⽤途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定，不得侵犯本⽹站及相关权利⼈地合法权利.除此以外，将本⽂任何内容或服务⽤于其他⽤途时，须征得本⼈及相关权利⼈地书⾯许可，并⽀付报酬.kavU42VRUsUsers may use the contents or services of this article for personal study, research or appreciation, and othernon-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisions of copyright law and other relevant laws, and shall not infringe upon the legitimate rights of this website and its relevant obligees. In addition, when any content or service of this article is used for other purposes, written permission and remuneration shall be obtained from the person concerned and the relevant obligee.y6v3ALoS89转载或引⽤本⽂内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为使⽤⽬地地合理、善意引⽤，不得对本⽂内容原意进⾏曲解、修改，并⾃负版权等法律责任.M2ub6vSTnPReproduction or quotation of the content of this article must be reasonable and good-faith citation for the use of news or informative public free information. It shall notmisinterpret or modify the original intention of the content of this article, and shall bear legal liability such ascopyright.0YujCfmUCw。
ZigBee技术在智能家居系统中应用的思考
ZigBee技术在智能家居系统中应用的思考随着智能家居系统的不断发展，越来越多的技术开始被运用到智能家居系统中，以提高智能家居系统的性能和功能。
其中，ZigBee技术的应用可以使智能家居系统具有更加高效、可靠和灵活的数据传输和控制能力，进一步提升智能家居系统的智能化水平和用户体验。
一、 ZigBee 技术的基本原理ZigBee是一种低功耗无线个人区域网络（WPAN）协议，于2003年由ZigBee联盟发布。
它基于IEEE 802.15.4标准，使用2.4GHz、868MHz和915MHz频段，提供适合低功耗、低数据率、短距离通信的功能。
ZigBee技术的基本特点包括：1、低功耗性能：ZigBee的功耗约为蓝牙的1/10，可以支持长时间的使用。
2、快速启动和传输：ZigBee具有快速启动、传输及自我恢复等能力。
3、较高的网络容量：ZigBee网络可以支持多达65000个节点连接。
4、可靠数据传输：ZigBee采用了多层安全机制，数据传输更加可靠。
5、灵活的网络拓扑结构：ZigBee支持多种拓扑结构，能够适应不同的应用需求。
二、 ZigBee 技术在智能家居系统中的应用1、智能家居设备的连接ZigBee技术可以实现智能家居设备的连接。
通过ZigBee技术，各种智能家居设备可以相互连接，形成一个智能家居网络，实现互联互通，以满足用户的各种需求。
例如，智能家居电器设备（如智能灯泡、智能插座、智能空调、智能晾衣架、智能马桶、智能锁、智能存储等）可以通过ZigBee技术连接起来，用户可以远程控制这些设备，并通过智能化手段实现更加快捷、智能地使用。
2、智能家居的控制通过ZigBee技术，智能家居设备可以通过网络控制，实现对智能家居系统的控制。
例如，用户可以通过手机APP、语音控制等方式，对智能家居设备实现调节、开关、亮度、色温等方面的控制，以实现更加智能和个性化的使用。
3、智能家居设备的监测利用ZigBee技术，各种智能家居设备（如智能门窗、智能烟雾报警器、智能温度控制器、智能洗手间等）可以支持实时监测，并将数据传输到控制中心，以便用户随时掌握家居设备的状态。
无线通信技术在智能家居中的应用
无线通信技术在智能家居中的应用随着科技的不断进步和日常生活的便利化需求，智能家居正逐渐成为人们生活中的一部分。
无线通信技术作为智能家居的核心技术之一，在实现智能化、自动化、安全化的目标中发挥着重要作用。
本文将探讨无线通信技术在智能家居中的应用，并分析其中的优势与挑战。
一、介绍智能家居和无线通信技术智能家居是指利用先进的信息技术和自动控制技术，通过无线通信将家庭设备、电器及其他装置互联互通，实现人机交互、自动化控制和远程监控等功能的家居系统。
无线通信技术是实现智能家居互联互通的关键，包括蓝牙、Wi-Fi、Zigbee等多种无线通信协议。
二、无线通信技术在智能家居中的应用1. 远程控制与监测：通过无线通信技术，智能家居可以实现远程的设备控制与监测。
比如，通过手机APP可以远程控制家庭内的电灯、空调、窗帘等设备；通过智能摄像头可以实时监控家庭的安全状况。
2. 智能家居安全：无线通信技术为智能家居提供了更加灵活和可靠的安全防护手段。
比如，通过无线门磁、红外感应器等设备，智能家居可以实时监测家庭的安全状况，一旦发生异常情况，系统会通过无线通信迅速将信息传送给用户，以便及时采取措施。
3. 能源管理：无线通信技术在智能家居中的应用还包括能源管理。
通过智能插座等设备，用户可以实时监测和控制家庭用电，避免能源浪费，提高能源利用效率。
同时，通过无线通信，智能家居可以与电网进行互联互通，实现智能调控和供需平衡。
4. 智能化互联：无线通信技术使得智能家居中的设备和系统可以实现互联互通。
比如，智能音箱可以通过Wi-Fi与智能电视、智能冰箱等其他设备进行互联，实现智能化操作；传感器可以通过Zigbee等无线协议与中央控制系统相连接，实现智能化的环境监测与调控。
三、无线通信技术在智能家居中的优势1. 灵活性：无线通信技术不受布线限制，能够更加方便地实现智能家居设备之间的联动和互联。
2. 扩展性：通过无线通信技术，智能家居系统可以实现模块化设计，用户可以根据需求灵活选择和扩展设备，使智能家居系统更具可扩展性和适应性。
ZigBee及GPRS模块的智能家居系统设计
ZigBee及GPRS模块的智能家居系统设计韩进;杨颖超;秦宏超;刘文武【摘要】基于ZigBee、智能识别及GPRS技术，以三星公司S3C6440为核心芯片，利用S3C6440核心板模块、ZigBee模块及GPRS模块设计了一套功能较为完善的智能家居控制系统。
本系统主要实现人脸智能识别门禁系统、室内各种环境参数的检测、GPRS短信通知及局域网异地控制等功能。
系统经过调试及优化，能够满足普通住户对智能家居的需求，达到了预期设计目标。
%Based on ZigBee,intelligent identification and GPRS technology,Samsung S3C6440 chip as the core chip,using S3C6440 core board module,ZigBee module and GPRS module,a set of relatively complete intelligent home control system is designed and implemen-ted.This system mainly completes face intelligent identification entrance guard system,all sorts of indoor environmental parameter de-tection,GPRS SMS and LAN long-distance control and other functions.After debugging and optimization,system can meet the needs of ordinary residents of smart home,achieving the desired design goal.【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P26-28,32)【关键词】嵌入式技术;智能识别;智能家居;ZigBee;GPRS【作者】韩进;杨颖超;秦宏超;刘文武【作者单位】山东科技大学信息科学与工程学院，青岛 266590;山东科技大学信息科学与工程学院，青岛 266590;山东科技大学信息科学与工程学院，青岛266590;山东科技大学信息科学与工程学院，青岛 266590【正文语种】中文【中图分类】TP273现代家居越来越追求高效、便捷、智能理念，不仅仅表现在物理层面上的生存空间，更表现为追求安全、舒适、方便、智能的生活环境。
浅析Zigbee技术在智能家居应用中的优缺点
浅析Zigbee技术在智能家居应用中的优缺点时间：2012-07-25 12:37:44 来源：北极星作者：目前看可视对讲和智能家居已经朝着全数字化、智能型方向发展。
随着电脑芯片技术的革新和价格的大幅度降低，今后基于电脑平台的产品是一定会成为所有产品的思路。
但是可视对讲/智能家居系统数字化、网络化之路漫漫，由于全数字化可视对讲和智能家居产品在施工中最大的问题是对于小区宽带的要求很高，也带来相应的网络瓶颈、病毒冲击、网络风暴等一系列的问题，同时也造成设备对网络可靠性的要求极高，可想而知，如果网络出现问题，面临的将是所有系统的瘫痪问题，因此网络的可靠性对于该系统的来说是最关键的，反而全数字化可视对讲和智能家居产品的可靠性退而次之了。
因此鉴于以上考虑，厂家应就如何解决依附于网络技术下，提高可视对讲和家居智能控制系统产品可靠性和避免网络冲击，网络安全漏洞和规范远程控制及外界攻击所带来的自身系统的瘫痪问题就成为了目前最现实和最难解决的技术瓶颈了。
ZigBee技术最佳应用范围是无线传感网络中，例如水文监测，污染监测等场景中。
这些应用场景往往需要多个节电自组网，相互之间传输数据，便于维护和扩容。
今年来，国内外也有很多厂家把Zigbee技术应用在智能家居的场景中，下面，我们就看看Zigbee技术在智能家居中，到底有哪些优缺点呢?ZIGBEE技术简介Zigbee是基于IEEE802.15.4的通信协议，IEEE802.15.4处理低级MAC层和物理层协议，而Zigbee协议对网络层和API进行了标准化。
Zigbee完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的4K字节或者作为Hub或路由器的协调器的32K字节。
每个协调器可连接多达255个节点，而几个协调器则可形成一个网络，对路由传输的数目则没有限制。
Zigbee是一种新兴的近程(10米~100米)、低速率(250Kbps标称速率)、低功耗的无线网络技术，主要用于近距离无线连接。
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ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术。
它的基础是IEEE802.15.4技术标准，主要规范了物理层和MAC层的协议。
ZigBee联盟制定了应用规范层和应用汇聚层。
它的应用方向定位于家庭自动化、楼宇自动化、传感器应用等。
通用分组无线服务GPRS（General Packet Radio Service)是在GSM基础上发展起来的一种分组交换的数据承载和传输方式，通过网络实现了联网和漫游[1]。
该系统的无线网络通信模块采用CC2430，该模块是TI公司收购无线单片机先锋Chipon公司后推出的新一代Zig-Bee无线单片机，它是一颗真正的系统芯片（SoC）COMS 解决方案，这种方案能够提高性能并满足ZigBee为基础的2.4GHz ISM波段应用对低成本和低功耗的要求。
也包含一个DSSS(直接序列扩频)射频收发核心和一个工业级小巧高效的8051控制器。
无线数传模块采用DL6200模块，用户只需要拥有以前所熟悉的串口通信知识就可通过GPRS网络进行通信。
1ZigBee的技术优势ZigBee的技术优势表现为以下几个方面[2]：(1)省电。
由于工作周期很短、收发信息功耗较低，并且采用了休眠模式，因此ZigBee技术可以确保2节五号电池支持长达6个月到2年左右的使用时间。
不同的应用对应的功耗自然是不同的。
(2)可靠。
ZigBee技术采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突。
MAC层采用了完全确认的数据传输机制，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。
(3)成本低。
模块价格低廉，且ZigBee协议是免专利费的。
(4)时延短。
针对时延敏感的应用作了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。
设备搜索时延典型值为30ms，休眠激活时延典型值是15ms，活动设备信道接入时延为15ms。
(5)节点通信设置易于配置。
(6)网络容量大。
ZigBee可以采用星形、网状、树状结构组网，而且可以通过任一节点连接组成更大的网络结构。
从理论上讲，其可连接的节点多达64000个。
1个ZigBee网络最多可以容纳254个从设备和1个主设备，1个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络。
(7)安全。
ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，GPRS与ZigBee在智能家居安全防范中的应用陈若珠，张毅（兰州理工大学电气工程与信息工程学院，甘肃兰州730050）摘要：移动通信GPRS与无线网络通信ZigBee相结合，实现了智能家居安防设备的远程控制与监控。
系统选用GPRS数传模块DL6200和满足ZigBee协议的CC2430模块。
可通过GSM手机发送短信命令让安防设备执行其命令。
当发生警报时，与GPRS绑定的手机也可收到报警信息。
关键词：GPRS；ZigBee；DL6200；CC2430中图分类号：TN92文献标识码：B文章编号：1674-7720(2011)10-0054-03 Application of GPRS and ZigBee technology in the smart home of safetyChen Ruozhu，Zhang Yi(Electrical Engineering and Information Engineering Institute,Lanzhou University of Technology,Lanzhou730050，China)Abstract：GPRS mobile communications and wireless ZigBee network communication combined to achieve remote control and monitoring of a smart home of security equipment.System uses GPRS data transmission module DL6200and CC2430module which meets the ZigBee protocol.GSM mobile phones to send text messages via the command for security equipment to carry out its or-ders.When the alarm occurs,the GPRS mobile phone can also be bound to receive the warning message.Key words：GPRS；ZigBee；DL6200；CC243054《微型机与应用》2011年第30卷第10期《微型机与应用》2011年第30卷第10期欢迎网上投稿 图1上位机电平接口为TTL天线Up0Rxd TxdGNDUp15VO 绿654321黄橙Txd Rxd GND上位机天线模块加密算法采用AES-128，同时各个应用可以灵活地确定其安全属性。
(8)全球通用性和完好的开放性。
ZigBee 标准协议，使ZigBee 设备间的通信成为轻而易举的事情。
2CC2430的技术特点CC2430芯片延用了以往CC2420芯片的架构，在单个芯片上整合了ZigBee 射频(RF )前端、内存和微控制器。
它使用1个8位MCU （8051），具有128KB 可编程闪存和8KB 的RAM ，还包含模拟数字转换(ADC )、几个定时器(Timer )、AES -128协同处理器、看门狗定时器(Watchdog timer)、32kHz 晶振的休眠模式定时器、上电复位电路（Power On Reset ）、掉电检测电路(Brown Out Detection)，以及21个可编程I/O 引脚。
CC2430芯片采用0.18μm CMOS 工艺；在接收和发射模式下，电流损耗分别低于27mA 和25mA 。
CC2430的休眠模式和转换到主动模式的超短时间的特性，特别适合那些要求电池寿命非常长的应用[3]。
CC2430芯片的主要特点如下：(1)高性能和低功耗的8051微控制器核；(2)集成符合IEEE802.15.4标准的2.4GHz 的RF 无线电收发机；(3)优良的无线接收灵敏度和强大的抗干扰性；(4)在休眠模式时电流损耗仅0.9μA ，外部中断或RTC 能唤醒系统;在待机模式时电流损耗少于0.6μA ，外部中断能唤醒系统；(5)硬件支持CSMA/CA 功能；(6)较宽的电压范围（2.0V ～3.6V ）；(7)数字化的RSSI/LQI 支持和强大的DMA 功能；(8)具有电池监测和温度感测功能；(9)集成了14bit 模数转换的ADC ；(10)集成AES 安全协处理器；(11)带有2个强大的支持几组协议的USA RT 、1个符合IEEE 802.15.4规范的MAC 计时器以及1个常规的16bit 计时器和2个8bit 计时器；(12)强大和灵活的开发工具。
3GPRS 数传模块DL6200DL6200模块的核心硬件是使用世界知名移动通信产品厂商生产的GPRS 芯片而设计生产的，具有很高的可靠性。
使用DL6200时，只需要熟悉串口通信知识就可通过GPRS 网络进行通信。
不必关心模块的射频电路部分（使用移动运营商的公网）及相关硬件连接；不必关心AT 指令集，所有与AT 响应有关的操作都由DL6200模块在模块的内部完成；不必关心TCP/IP 协议及互连网络的相关知识：由于GPRS 模块是基于互连网络的通信方式，在使用中就要与INTERNET 网络打交道，所有与网络的信息交换都由DL6200模块在内部自动完成，无需用户参与；不必用户单独拥有一个固定的IP 地址；具有格式及透明传输两种传输格式；具有一般工作模式和省电工作模式；与各种组态软件直接连接无需专用的驱动程序；支持总线式的被动传输数据方式。
4系统结构和工作原理4.1系统的结构和功能系统由外网和内网两部分组成。
外网是由GPRS 数传模块和PC 组成，两者之间可通过TTL\RS232\RS485传输信息，该系统采用上位机电平接口为TTL ，如图1所示。
GPRS 数传模块的组网如图2所示。
内网由PC 机和ZigBee 无线数据通信模块组成，它们之间通过串口连接。
ZigBee 网络由协调器、路由器和终端设备三部分组成。
协调器和路由器称为全功能设备FFD ，终端设备称为精简功能设备RFD 。
由于该系统设备比较简单，采用星型组网方式，将窗磁、门磁等看作终端设备，ZigBee 无线模块为协调器，该系统结构简单，所以不需要路由器。
如图3所示。
该系统的控制流程如下：(1)用户通过外网GSM 手机发送短信命令给GPRS 数传模块DL6200，DL6200收到命令后，解释该命令。
解释完后发给内网中ZigBee 无线通信模块CC2430,由该模块图2GPRS 数传模块组网图GSM 网络上位机(数据中心)短信模块手机终端N手机终端2手机终端1图3星型网络门磁燃气报警窗磁ZigBee 无线模块火灾报警……55《微型机与应用》2011年第30卷第10期图5系统的报警流程图开始系统初始化侦听ZigBee 无线模块侦听GPRS 模块报警信号？发送报警信息至用户响应节点发送指令处理相应程序NY检测信息源是否为绑定手机？提取信息信息是否合法？发送消息至节点YY 提示用户NN 把命令发给相应的终端设备，终端设备收到命令后作出相应的的动作。
(2)终端设备收到命令后，一是作出相应的动作后向上层作出应答，二是把上层需要的数据通过CC2430模块传送给上层设备。
上层设备收到终端设备的信息，通过DL6200以短信的形式发送到用户手机上。
(3)当有中断响应时，如家中有小偷，触发了报警设备，该终端设备将第一时间向用户发送信息，以示报警。
4.2系统的硬件设计DL6200不需要关心AT 指令集。
不需要关心TCP/IP协议及互连网络的相关知识,所有与网络的信息交换都由DL6200模块自动完成。
与各种组态软件直接连接，无需专用的驱动程序。
DL6200的这些特点使得硬件设计很容易，它的RXD 、TDX 必须与ZigBee 的RX 、TX 相连进行数据的收发。
整个系统的结构框图如图4所示。
4.3系统的软件设计该系统软件主要通过ZigBee 网络协议操作完成数据采集和数据收发，包括初始化、发射和接收程序设计，以及对报警信号的监控、对远程控制指令的处理和执行等。
系统的收发采用Ping Pang 发送函数，程序如下：void Uart_Pingpong(INT8U key){uint8Baud_rate[6];ClearScreenLcd();Uart_Baud_rate(Baud_rate_38400);Print(2,16,"Uart PP test",1);Print(4,0,"Baud rate:",1);sprintf(Baud_rate,(char*)"%d00",Baud_rate_38400);Print(4,80,Baud_rate,1);Print(6,0,"Data:",1);UartTX_Send_String ("ChengDu WXL Communication -TechnologyC0.,LTD\n",45);UartTX_Send_String("Uart Pingpong test\n",19);UartTX_Send_String("Baudrate:38400\n",16);Uart_PP_Flag =Open;Menu_option =Uart_PP_Menu_3;if(key ==HAL_KEY_CANCEL){Uart_PP_Flag =Close;Menu_option =Uart_Menu_2;FirstItem =0;NowItem =0;Menu_all(0);}}#ifndef ZG_Coord extern int Sensor_Flag系统的报警流程图如图5所示。