基于ZigBee的无线智能家庭网关控制技术研究
智能家居Zigbee无线通信技术应用
智能家居Zigbee无线通信技术应用提纲：1. Zigbee通信技术的概述和应用2. Zigbee无线通信技术在智能家居中的应用3. Zigbee协议栈和通信模型分析4. Zigbee无线通信技术的优点和缺点5. 基于Zigbee的智能家居案例分析1. Zigbee通信技术的概述和应用在智能家居领域，无线通信技术是关键技术之一，而Zigbee 协议则是一种常见的低功率消耗、低带宽、低数据速率、无线网络通信协议。
Zigbee技术协议可以应用于各种各样的场景，不同的设备，例如：智能家居、智能楼宇、智慧城市、物联网等。
2. Zigbee无线通信技术在智能家居中的应用Zigbee技术的低功耗和低复杂性使其成为智能家居应用中的主要通信技术之一。
Zigbee技术在智能家居应用中的使用可以包括安全系统、照明系统、智能门锁、温度控制系统等。
3. Zigbee协议栈和通信模型分析Zigbee协议包括物理层、MAC层、网络层和应用层。
Zigbee 协议的通信模型和协议栈都非常具体，并采用高效的应用程序接口，可通过网络层按需路由进行数据的分发。
网络层路由器在Zigbee网络中起到重要作用，它们允许数据流动的方向和路径通过网络管理器进行控制，以保持网络高效率和可靠性。
4. Zigbee无线通信技术的优点和缺点Zigbee无线通信技术的主要优点是低功耗、低复杂性、低成本。
其通信范围可达30到100米。
不过，Zigbee技术的主要缺点是其带宽较低，最高速度仅为250 kbit / s，且不太适合高质量的数据和高带宽应用。
Y不过Zigbee技术与其它无线通信技术相结合可增加其通信功能和应用范围。
5. 基于Zigbee的智能家居案例分析（1）照明系统Zigbee技术被广泛用于智能家居的室内和室外照明控制系统中。
例如：Zigbee 网络路灯系列，可以根据天气以及交通流量调节来实现智能路灯网络供电和监控。
（2）温度控制和能源管理Zigbee技术可与温度传感器和热控制器等设备一起使用，并提供电量计量功能，以实现智能能源管理。
基于Zigbee技术的智能家居控制系统设计—课程设计论文
机器人3课程设计（论文）题目：基于Zigbee技术的智能家居控制系统设计基于Zigbee技术的智能家居控制系统设计摘要随着生活质量的日益改善和生活节奏的不断加快，人们的工作、生活日益信息化。
信息化社会改变了人们的生活方式与工作习惯，使得家居系统的智能化成为一种消费需求，智能家居系统越来越被重视。
因此，将家庭中各种通信设备、家用电器和家庭安保装置通过家居控制系统进行整合，并进行远程控制和管理，已经成为近年来一个热门研究课题。
关键词: Zigbee ；Z-Stack；CC2530芯片；智能家居The Design of Smart Home Control System Based on ZigBee Technology TechnologyABSTRACTWith the development of the science and economy，people’s living standard improves enormously.People may pay more and more attention to their living environment.Information society has changed people’S lifestyle and work habits to makeintelligent home system a consumer demand．Intelligent home system catches moreand more people’S attention.Thereforethe topic about the integration andmanagement of various communication equipments in home，household appliancesand home security devices combined by the intelligent home c ontrol system remotel，has become a hot research point in recent years．Key words: Zigbee; Z-stack;CC2530;Smart Home目录1绪论 (1)1.1无线传感器网络 (1)1.1.1无线传感器网络概况 (1)1.1.2无线传感器的应用现状 (1)1.1.3无线传感器的未来前景 (2)1.2基于Zigbee技术的无线传感器网络 (2)1.3论文结构 (3)2 Z-Stack协议栈 (4)2.1 Zigbee协议介绍 (4)2.1.1 Zigbee协议栈的结构 (4)2.2 Zigbee网络结构 (5)2.3 Z-Stack协议栈介绍 (6)2.3.1寻址 (6)2.3.2绑定 (9)2.3.3路由协议 (9)2.3.4数据发送函数 (10)2.3.5网络组建过程 (10)2.3.6数据接收函数 (10)3智能家居系统的实现 (13)3.1系统的整体介绍 (13)3.2系统硬件介绍 (13)3.2.1各类传感器模块 (13)3.2.2终端节点和数据汇聚模块 (15)3.3系统软件介绍 (16)3.3.1终端节点和数据汇聚模块软件设计 (16)3.3.2上位机（PC机）的监控界面 (18)4结论 (21)参考文献 (22)附录 (23)1 绪论1.1无线传感器网络1.1.1无线传感器网络概况无线传感器网络是指大量的移动的或静止的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络。
基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统研究与设计
基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统研究与设计一、本文概述随着科技的快速发展和人们生活质量的不断提高，智能家居系统已经成为现代生活的重要组成部分。
智能家居系统利用先进的无线通信技术，将家庭中的各种设备连接起来，实现智能化控制和管理，从而为用户提供更加便捷、舒适和节能的居住环境。
本文将重点研究与设计一种基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统，旨在提升家居环境的智能化水平，满足用户多样化的需求。
本文将首先介绍智能家居系统的发展背景和意义，阐述ZigBee 和WiFi两种无线通信技术在智能家居领域的应用优势和局限性。
在此基础上，提出一种基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统设计方案，该方案结合了ZigBee的低功耗、低成本和自组织网络特点以及WiFi的高速传输和广泛覆盖范围优势，以实现智能家居系统的高效、稳定和可扩展性。
文章将详细介绍该融合系统的架构设计、硬件选型、软件编程以及系统测试等方面内容。
通过对比分析不同通信协议的性能特点，选择合适的ZigBee和WiFi模块，并设计相应的硬件电路和软件程序。
文章还将探讨如何优化系统性能，提高数据传输速率和稳定性，以满足实际应用需求。
本文将总结研究成果，并对未来智能家居系统的发展趋势进行展望。
通过本文的研究与设计，旨在为智能家居领域的发展提供有益的参考和借鉴，推动智能家居技术的不断创新和应用。
二、ZigBee与WiFi技术概述在智能家居系统中，无线通信技术扮演着至关重要的角色，其中ZigBee和WiFi是两种被广泛采用的技术。
这两种技术各有优势，也存在着一定的局限性，因此，将它们融合在一起，可以充分发挥各自的优势，实现更为高效、稳定的智能家居系统。
ZigBee是一种低功耗、低成本的无线通信协议，专为物联网应用而设计。
它具有自组织、自修复的特性，能够在设备之间形成稳定的网络结构，特别适用于智能家居系统中的各种传感器、执行器等设备的连接和控制。
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无线网络技术的自动控制系统研究论文.doc
ZigBee无线网络技术的自动控制系统研究论文随着自动控制系统的开展，其在越来越多的行业中发挥了重要的作用。
当前系统中的设备通过电缆来连接，从而形成了很大的限制性，为了拓宽系统控制的范围，在系统中应用了ZigBee无线网络技术，这种技术具备本钱低、易维护、自我修复等优点，可以实现远程自动控制。
与现有的自动控制系统有线网络相比，基于ZigBee 无线网络技术的自动控制系统将会具备更加优越的性能，从而提升运行的稳定性及可靠性。
1.1发射模块传感器在进行信号发送时，发送的为4~20mA的标准电流信号，发射模块接收到信号之后，需要对信号进行转换，变为电磁波无线之后在发射出去，而这就是发射模块的功能。
发射模块的硬件具有固定的结构，接收到传感器的信号之后，首先由I/V变换电路对信号进行变换，经过变换之后，标准电流信号由4~20mA变为1~5V，随后，变化之后的信号经过零点迁移电路，成为0~4V电压，再经过A/D转换器以及单片机之后，变成电磁波无线信号，实现与下位机之间的通信。
在进行发射模块硬件电路设计时，首先要对使用的元器件进行了解，在自动控制系统中，所使用的微控制器的型号为P89LPC935，该型号为单片封装，处理器结构的性能非常高，在执行命令时，所需的时间比拟少，同时，此种型号的微控制器中集合了很多系统级的功能，使用之后可以大量的减少元器件的数量，降低系统本钱；射频芯片的型号为CC1100，此种芯片具备可编程的特点，而且与ZigBee协议之间具备较高的一致性，在低功耗无线应用中，适用性非常强；ADS7829是发射模块硬件电路中一个重要的元件，此种型号的元件所具备的采样速率是非常快的；在I/V变换电路中，主要的功能就是信号变换，在选择元件时，采用了无源I/V 变换；零点迁移电路为LM358，在LM358内部，设置了两个双运算放大器，这两个部件之间相互独立，在单电源中具备比拟高的适用性。
在明确电路元器件的型号和功能之后，就需要进行发射模块硬件电路设计。
基于ZiigBee技术的无线智能家居系统设计的开题报告
基于ZiigBee技术的无线智能家居系统设计的开题报告一、选题背景和意义随着物联网技术的发展，在智能家居领域，越来越多的企业和个人开始研发智能家居系统。
智能家居系统可以将家庭中的各种设备、电器、传感器等组合起来，形成一个互联互通的系统，实现家居的自动化、智能化。
目前较为常用的智能家居系统有基于ZigBee、WiFi、蓝牙、Z-Wave等无线通信技术的系统。
ZigBee技术是一种低功耗、低速率、短距离无线通信技术，适用于家庭环境。
ZigBee使用IEEE 802.15.4标准作为物理层和MAC层协议，具有自组织、自适应、低成本等特点，适用于多种应用场景。
在智能家居领域，基于ZigBee技术的无线智能家居系统具有低功耗、高可靠性、安全性等特点，受到广泛关注。
因此，本课题选用基于ZigBee技术的无线智能家居系统作为研究对象，旨在探究如何设计一种低功耗、高可靠、安全的无线智能家居系统，提高家庭生活智能化水平，增加人们的便利性和生活品质。
二、研究内容和研究方法本课题的主要内容是基于ZigBee技术的无线智能家居系统的设计与实现，主要包括以下方面：1. 系统架构设计：根据智能家居应用的需求和ZigBee技术的特点，设计系统的总体框架和架构。
2. 硬件设计：包括节点硬件设计和网关硬件设计。
节点通过ZigBee 芯片实现与网关的通信；网关通过连接局域网或Internet实现对外通信。
3. 软件设计：包括节点软件设计和网关软件设计。
节点软件包括嵌入式系统设计、无线通信协议实现、传感器数据采集与处理等；网关软件包括数据传输协议实现、通信接口设计、云服务器连接协议设计等。
4. 功能实现：实现智能家居系统的各项功能，包括传感器数据采集、温度控制、电器控制、安防监控等，同时支持手机APP和语音控制。
本课题采用文献调研和实验研究相结合的方法，通过查阅相关文献和参考资料，了解基于ZigBee技术的无线智能家居系统的基本原理和实现方法；同时，采用实验研究的方法，进行系统硬件和软件的搭建与调试。
智能家居app开发案例-基于ZigBee和无线Wi-Fi
智能家居app开发案例-基于ZigBee和Wi-Fi的摘要：根据ZigBee技术及家庭控制网络通信的特点，设计出由ZigBee无线节点和嵌入式网关组成的智能家居系统。
系统中引入多种传感器采集环境信息，能够远程控制家电设备，用户能通过手机APP和短信息方式查看系统信息并接收报警。
0引言深圳智能家居app开发公司《酷点网络》认为：科技的进步以及人们物质生活水平的提高，逐渐推动了智能家居概念的出现。
现在，身为物联网的十大应用领域之一，智能家居的应用与生活息息相关。
各种无线通信技术的不断发展，使家庭智能系统的智能化和远程控制成为一种现实[1]。
对于家庭网络通信而言，传输数据量小，在传输速率上要求不高，网络容量大，家电设备多，所以要求信息实时性好、时延短、成本低[2]。
ZigBee作为一种新兴无线网络通信技术，它的低成本、低功耗和较宽的覆盖范围，使其应用在智能家居领域具有很大的优势[3]。
针对目前市场上的智能家居产品结构复杂、通用性能不强及用户体验不佳等问题，本文设计并实现了一种更为完善的智能家居系统。
Lbs定位：在北京、上海、广州、武汉、成都、东莞、佛山、珠海、中山、惠州、汕头、厦门、南京、苏州、无锡、杭州、厦门、大连、天津、合肥、长沙、贵阳、昆明、南宁、南昌、福州、宁波、温州、郑州、西安、沈阳、济南、青岛、太原、重庆、无锡、青岛、海口智能家居/家电手机app软件开发公司--酷点网络1系统整体方案设计1.1系统构成智能家居系统主要由家庭网关、ZigBee模块、GSM／GPRS模块、Wi-Fi模块、液晶触摸屏、各类传感器以及手机软件终端等组成。
家庭网关是整个系统的核心控制部分，其中ZigBee 协调器负责无线采集和控制网络的链接、数据的分析以及指令的下达；ZigBee各模块则是采集环境信息并根据指令对底层设备进行控制。
系统总体框图如图1所示。
基于ZigBee和Wi-Fi的智能家居系统用户可通过远程网络或者手机软件把控制命令发送给家庭网关，由ZigBee协调器对下面负责环境信息采集或控制家电的各个ZigBee模块进行控制，家庭网关也能通过GPRS或Wi-Fi 向手机软件反馈设备运行状况和采集到的数据。
基于Zigbee的智能家居控制系统
基于Zigbee的智能家居控制系统摘要:本文介绍了基于Zigbee的智能家居控制系统的组成、开发方案、具体的硬件和软件设计方法以及测试结果。
测试表明，本系统能够成功地利用Zigbee技术对家居设备进行无线组网，配合以NiosII软核为核心的系统终端，完成家居信息的实时显示、家居设备的自动控制和自动根据险情进行短信报警等功能，系统工作快速、灵活、稳定，市场前景广阔。
关键词：Zigbee；智能家居；NiosII；远程报警1 引言智能家居控制系统是现代电子技术、自动化技术及通信技术相结合的产物。
它能够自动控制和管理家电设备，对家庭环境的安全进行监控报警，并且能够为住户提供安全舒适、高效便利的学习生活及工作环境。
随着科技的提高和经济的发展，人们对家居环境的要求越来越高，作为家居智能化的核心部分—智能家居控制系统也越发显得重要。
本系统采用Zigbee技术、FPGA技术、自动控制技术和传感器自动检测技术，利用以CC2530为核心的Zigbee模块完成系统组网、传感器数据的采集和传输功能。
系统终端以NiosII软核为核心，完成显示、综合控制和报警等功能。
2系统概述基于Zigbee的智能家居控制系统以充分利用系统资源完成对家居环境的监测和家居设备的综合控制，为用户提供更方便舒适的家居生活体验为实现目标。
用户通过终端查看家居信息、操作系统运行和设定温湿度等环境参数；各家用电器和窗帘等处的电机等家居设备根据传感器采集的相应数据和用户设定等因素，在终端的控制下工作；组网功能由隐藏在家中各处与终端和各传感器、家居设备相连的Zigbee模块完成。
2.1 系统组成本系统由一个多个节点、一个终端和一台上位机组成。
节点由Zigbee模块接入系统终端和传感器、家用电器、电机构成，节点之间的网络拓扑结构为星型网络]1[，其中位于星型网络中心的终端收发节点与作为终端的DE2开发板相连。
终端通过上位机软件连接家中的台式电脑，同时终端还与GSM 模块连接以便完成发送短信的功能。
基于ZigBee技术的无线智能家居系统研究与设计
络的请求信号，则给发送请求信号的终端节 点回复信 息，然后将 该 终端节点加入所管辖 的网络 范围内，并分配相应的网络地址 。如果 所收到的信号是终端 节点发送过来 的监测数据，则在给终端节点发 送数据的确认信号之 后，就要对数据进行识别和处理，并在规定的
进入 到了一种空闲状态 。终端节点会定期地从空闲状态 中醒来 ，对 相关 的环境信息进行监测，将其监测过程 中所采集到的数据通过无 线发射模块发送给与其相联的汇聚节点 ，如果收到汇聚节点发过来
的确 认 信 息 ，则表 明数 据 发 送 成 功 ，之 后 终 端 节 点 将 再 次 进入 空 闲
先要进行初始化 ，初始化所 完成 的工作类似与上面的汇聚节点 ，然
后 终 端 节 点 开 始 不 断 的 发 出 请求 信 号 ，要 求 加 入 到 某 个 汇 聚 节 点所
创建 的网络 ，只要 终端节 点成功加入网络，就停止发送请求加入 网
络 的报 文 ，并 得 到 一个 汇 聚 节 点 分 配 给 它 的 网络 地 址 ，之 后节 点就
采集 。 若数据 发送不成功 ， 点会再次采集数据并发送给汇聚节 点， 节 直到发送成功为止 。
三 、 结 束 语
和其它短距离通信技术 比较 ，Ｚ ｇ ｅ ｉＢ ｅ技术具有 明显 的优势，其 近距离 、低成本、低功耗、低速率等特点更加适合于家庭 组网的特
点 。本 文 提 出 了一 套 用 Ｚ ｇ ｅ ｉＢ ｅ技术 实现 智 能 家 居 系 统 的 设 计 方案 ，
３ 推行媒体通识教育。 ． 鉴于媒体素养教育的重要性以及有效扩 散其广泛影 响， 应该将 其作成为高校大学生人文素质教育的一部分 ，作为通识教育来推行。
基于ZigBee无线通信技术的智能家居系统
第４ ７卷 第 ５期 ２０ ０ ７年 ｌ ０月
国 玩 技
Ｔｅ ｅ ｏ ｌｃ ｍｍｕ ｉ ａｉ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎｇ ｎ ｃ ｔｏ ｇ ｎ ｅ ｉ
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ． １４ ５ ０ｃ ． ｏ ７ ｔ２ ｏ
文章 编号 ：０ １— ９ Ｘ（ ０ ７ ０ ０ ６ ０ １０ ８ ３ ２ ０ ） ５— ０ ３— ４
ｗｉ ａ ｇ ｆｌｗ ｏ ｔ ｏ ｐ ｗｅ ｏ ｓ ｍｐ ｉｎ ａ ｄ ｒ ｌａ ｅ ｃ ｎｔｏ ｄｅ ｒ ｎ ｅ ｏ ｏ ｃ ｓ ．１ｗ ｏ ｒ ｃ ｎ ｕ ｔ ｎ ｅ ｉｂｌ ｏ ｒ ｌ＆ ｍｏ ｔ ｒｎ ｐ ｌｃ ｔｏ ｓ ｗｉｈ ｎ ｔ ｅ ｏ ｎｉ ｉ ｇ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｔ ｉ ｈ ｏ ｐ ｖ ｔ ｏ ．Ｔｈｅ ｆａ ｕ ｅ ｆｉ ｔｌｉｅ ｔｈ ｍｅ ａ ｄ ｅ ｐ ｃ ａｌ ｇ ｅ ｔｃ ｎ ｌｇ ｒ ｎ ｌｓ ｄ． ｎ ｅｌ— ｉ ｒ ａ ｅ ｈ ｍｅ ｅ ｔ ｒ ｓ ｏ ｎ ｅｌｇ ｎ ｏ ｎ ｓ ｅ ｉｌｙ ＺｉＢｅ ｅ ｈ ｏ ｏ ａｅ ａ ａ ｙ ｅ Ａｎ ｉ ｔ ｌ ｙ ｉ ｇ ｎ ｏ ｙ ｔｍ ｓ ｄ ｏ ｇ ｅ ｔｃ ｎ ｌｇ ｓｉ ｔｏ ｕｃ ｄ．Ｔｈ ｉ ｔｕ ｔ ｅ ａ ｄ ｆ ｃｉ ｎ ｆｔ ｅ ｓ ｓ ｅ ｔｈ ｍｅ ｓ ｓｅ ｂａ ｅ ｎ Ｚｉ Ｂｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉ ｎ ｒ ｄ ｅ ｙ ｅ ｍａｎ ｓｒ ｃｕｒ ｎ ｕｎ ｔｏ ｓ ｏ ｈ ｙ —
ห้องสมุดไป่ตู้
常适合 家庭 无线 组 网 。分析 了智 能 家居 的特 点 ， 着重 剖析 了 Ｚｇ ｅ 技 术及 其特 点 ， 绍 了一种 基 并 ｉＢ ｅ 介 于 Ｚｇ ｅ 技 术 的智 能 家居 系统 ， 点 阐述 了该 系统的 组成 、 ｉ ｅ Ｂ 重 家庭 网关 以及 无 线节 点 的设 计 。 该 系统
基于Zigbee技术的嵌入式智能家庭网关的设计
ｗｏ ｒ ｋ ａ ｎ ｄ ｈｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｈ ｏ ｍｅ ｇ ａ ｔ ｅ ｗａ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｚｉ ｇ Ｂｅ ｅ ｅｃ ｔ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｎｄ ａ ｅ ｍｂ ｅ ｄ ｄ ｅ ｄ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ ｔ ｅ ｃ ｎｏ ｈ ｌ ｏ ｇ ｙ ． Ｂｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ －
网络 并 建 立 家庭 网 关 。 因 为 智 能 家居 不仅 可 以给 用 户提 供 一 个安 全 、 健 康 和舒 适 的 生 活环 境 ． 并 且 可 以使 用 户远 程 监 控
家居 用 品和 家 用 电 器设 备 。 关键词 ： 智 能 家居 ； Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ ； 远 程监 控
基于ZigBee的智能家居系统
基于ZigBee的智能家居系统摘要：基于ZigBee的智能家居系统是针对家居高度自动化、智能化的要求提出的一种新的解决方案。
主要用ZigBee手持控制器无线采集室内环境参数，远程控制各种家居电器，实现家居控制、参数检测的完全自动化、智能化。
设备以C8051F020单片机为控制核心单元，检测湿度，负责驱动电机，处理和传输数据。
采用高精度传感器作为湿度检测器件，直流电机等为执行机构，完成环境参数检测，对窗帘、交流电电器等的控制功能。
用手持设备通过IP-LINK1270模块串口实现了室内无线通信，可以接收湿度数据，控制简单家居。
本系统具有良好的开发和应用前景。
关键词：ZigBee 无线通信湿度检测智能家居由于生活质量的日益改善，各种家电设备的高度自动化和智能化已经成为一种消费需求，同时科学技术的飞速发展，让这种需求的达到已经不再遥远。
新的ZigBee协议在无线传感器网络和各种无线终端控制方面有良好的前景，为传感器网络和控制设备提出了新的方案。
基于ZigBee的网络控制系统就可以实现对各种家电设备的控制和调节，只需要对旧式家电（家居）进行改装，或加入必要的驱动电路，便可以实现小信号对交流电器的控制。
室内温度、湿度等环境参数直接影响生活质量，同样可以通过ZigBee控制器对室内温度、湿度检测设备进行较远距离的适时采集，然后根据个人意愿对家电（家居）进行不同程度的调节。
我们对实用小功率电扇进行了改装，对窗帘装上直流电机和定滑轮，可以由ZigBee控制器向单片机发送命令对电扇和窗帘的开关程度控制和调节。
室内参数检测方面，开发了湿度检测设备，可以有效的反馈实时数据。
一、系统（主设备）结构及各部分功能在整个系统设计方案中，以C8051F020为核心，作为数据处理器和设备控制器，整个设备也可作为工业现场设备，从属于ZigBee核心控制器。
系统（主设备）结构如图所示，图1 系统（主设备）总体结构图上图中所示各个模块的基本功能分别为：（1）湿度传感器模块：把传感器信号作滤波处理，并送入单片机模拟通道。
基于Zigbee技术的嵌入式智能家庭网关的设计
１ 引言
智 能家居系统 的总体结构如图１ 所示， 系统采用Ｂ ｓ ／ 架构 ，
ｅ 服务器 与用户进行 通信 ， 用户可 以通 过 连接 随着科技 的进 步和人们生活水平 的提 高， 尤其是计算机技 在 网关上架 设ｗ ｂ ］ １ｎ ｅ ｎ ｔ ｃ 术 、自动控制技 术和通信 技术 的发展 ， 能家居正在逐渐走进 ￣ ｉ ｔｒ ｅ 的Ｐ 机或其他通信设备 登陆网ห้องสมุดไป่ตู้对家中的终端节点 智
３１控 制器模 块 ． 控 制器是整个智能家庭网关的核心 ， 用来对Ｚ ｇ ｅ 通信模 ｉｂ ｅ
块 进行相应配置并 接收Ｚ ｇ ｅ 终端节点的数据 ， ｉｂ ｅ 利用网络模 块将其连接 ￣ｌ ｔ ｒ ｅ 网络。 ｊ ｌｎ ｅ ｎ ｔ 综合性能、 功耗、 成本方面的考 虑， 本设计采用Ｓ ｍ ｕ ｇ ａ ｓ ｎ 公司的３ 位Ａ Ｍ 微处理 器Ｓ Ｃ ４ ０ ２ Ｒ９ ３ ２ ４ 作 为主控制器 ， 该处理器集成 了Ｌ Ｄ 控制器、 Ｓ Ｈ ｓ 、 Ａ Ｄ 控 Ｃ ＵＢ ｏｔ ＮＮ
本文提 出了一种智能家庭 网关设计与实现方案 ，
图２智能家庭网关硬件结构图
还整 合了１ 高性 能射 频 收发 器 ， －０ １Ｃ 、 Ｋ Ａ 、 个 ￣ ８ ５ Ｍ Ｕ ８ Ｂ Ｒ Ｍ
３ ／４ １８ ２ ６ Ｂ ２ ６／ ２ ／５ Ｋ 闪存 以及一些其他 的功能 。
采用低功耗的Ａ Ｍ 处理芯片ｓ ｃ ４ ０ Ｒ９ ３ ２ ４ 为核心
人们 的生活 。 智能家居不仅可 以给用户提 供安全舒适 的生活环 进行监控。
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图１智能家庭 网关平台框 图 境 ， 且让用户能够远 程对 自己的家居状 态和家 电设备进行 实 而
基于ZigBee和WiFi的智能语音家居控制系统
基于ZigBee和WiFi的智能语音家居控制系统杨永强;张思;刘智敏;胡祖永;拔贤;杨钟愉【期刊名称】《计算机科学与应用》【年(卷),期】2024(14)1【摘要】电子信息技术的高速发展为智能家居控制系统的设计提供了多样化选择,传统的智能家居无线组网方式更多地偏向于WiFi单种无线组网方式,相较于ZigBee组网技术WiFi技术在功耗、成本以及空间覆盖面上都存在一定的弊端。
为了兼具低功耗、低成本、空间覆盖面广的特点,本文设计了一种混合了ZigBee及WiFi技术的混合式组网智能语音家居控制系统。
该系统以STM32系列单片机作为主控芯片,感知层以ZigBee技术作为传感器的无线组网方式,网络层结合了ZigBee与WiFi技术开发了物联网网关,由网关统一进行数据转发,应用层则主要使用了SpringBoot框架及Vue框架开发了一个控制页面负责实时显示数据和远程控制硬件设备,同时在系统设计中加入语音控制模块提高了用户体验。
本系统高效、节能、便捷,兼具模块化、自动化和智能化,可以实现对家庭室内环境参数指标进行采集和显示,为现代智能家居物联网系统设计提供了一种混合式无线组网方案。
【总页数】13页(P41-53)【作者】杨永强;张思;刘智敏;胡祖永;拔贤;杨钟愉【作者单位】普洱学院理工学院普洱【正文语种】中文【中图分类】TN9【相关文献】1.基于ZigBee、WiFi无线传感网络的智能家居环境监测系统的研究与实现2.基于ZigBee/WiFi技术的无线数据采集与控制系统3.基于ZigBee、WiFi和云服务器集群的智能家居系统设计4.基于无线WiFi技术的智慧家居控制系统的研究与设计因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于ZigBee的无线智能家庭网关控制技术研究
摘 要 ：设 计 一 种 新 型 的 基 于 Ｚ ｇ ｅ技 术 的 智 能 无 线 网 关 控 制 ， 用 Ｌｎ ｘ操 作 系 统 ， 现 智 能 采 ｉｕ 实 家 庭 网 关 与 终 端 设 备 的 无 线 连 接 ； 点 研 究 了 该 系 统 的 组 成 、 统 的 软 硬 件 设 计 ， 及 利 用 Ｚｇ ｅ 技 术 实 现 对 终 端 设 备 重 系 以 ｉＢ ｅ
的控 制 。
关 键 词 ：家 庭 网 关 ；无 线 ；Ｚｇ ｅ ｉｕ ｉＢｅ ；Ｌ ｎ ｘ操 作 系 统 中 图 分 类 号 ：ＴＰ ６ ． ３８１ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｃｏｎ ｒ ｅｃ ｏ ｏ ｙ ｆ ｉｅｌ ｓ Ｓｍａｒ ｔｏｌＴ ｈ ｌ ｇ ｏｒＷ ｅｓ ｒ ｔ Ｈｏｍｅ Ｇａ ｅｗａ ｔ ｙ Ｂａｓ ｄ ｏｎ Ｚｉ Ｂｅ ｅ ｇ ｅ
的组 网 技 术 。对 于 智 能 家 居 系统 来 说 ， 网络 自身 是 一 个 该 动 态 系 统 ， 断 与 外 界 环 境 相 互 影 响 ， 络 中 传 输 的数 据 不 网 量 不 大 ， 络 节 点 多 ， 求 低 功耗 ， 此 家 庭 无 线 网关 利 用 网 要 因
核 心 ， 主要 实 现 网 络 接 入 、 程 控 制 以 及 无 线 连 接 家 庭 它 远 内 部 异 构 子 网 等 功 能 。其 中 无 线 网关 控 制 技 术 是 一 个 需
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基 于 Ｚ ｇ ｅ 无 线 智 能 家庭 网关 控 制 技 术 研 究 ｉＢ ｅ的
别 雷 ， 正 东 ， 金 根 刘 刘
（ ．武 汉 理 工 大 学 信 息 工 程 学 院 ，武 汉 ４ ０ ７ ； ．上 海 智 银 信 息 科 技 有 限公 司 ） １ ３００ ２
基于ZigBee技术的智能家居环境监测系统
基于ZigBee技术的智能家居环境监测系统引言随着科技的不断发展，智能家居已经成为人们生活中的一部分。
智能家居系统通过使用无线传感器网络和网络通信技术，将家居设备连接起来，实现对家庭环境的自动化控制和远程监控。
其中，受到了广泛的关注和研究。
本文将详细介绍这一系统的基本原理、主要功能以及应用前景。
一、ZigBee技术的基本原理ZigBee技术是一种低功耗、低数据速率和短距离的无线通信技术，特别适用于智能家居环境监测系统。
它采用了IEEE 802.15.4标准的MAC和PHY层，支持多节点的网络拓扑结构，并且具有自组织和自动配置的特性。
ZigBee技术的特点之一是低功耗，在低频段下工作，能够延长传感器节点的电池寿命。
同时，它还能通过网络传输数据，使得智能家居环境监测系统能够实现远程控制和监测。
二、智能家居环境监测系统的主要功能1. 温湿度监测：智能家居环境监测系统通过安装温湿度传感器，实时监测室内的温度和湿度水平。
用户可以通过手机或其他设备随时了解家中的温湿度情况，根据实际需求调节室内的温度和湿度。
2. 空气质量监测：通过安装空气质量传感器，智能家居环境监测系统可以实时监测室内的空气质量状况，包括PM2.5浓度、有害气体含量等。
当空气质量低于安全标准时，系统会自动报警，提醒用户采取相应的措施。
3. 照明和窗帘控制：智能家居环境监测系统可以根据室内光线水平自动控制照明设备和窗帘。
当光线不足时，系统会自动打开照明设备和窗帘，提供舒适的光线环境。
4. 安全监控：智能家居环境监测系统还可以集成安全监控功能，通过安装摄像头和门窗传感器，实时监测家中的安全状况。
当有可疑人员或异常情况出现时，系统会立即向用户发送警报信息。
三、的应用前景具有广阔的应用前景。
首先，它可以提高家庭的舒适度和生活质量，实现自动化的环境控制。
用户可以通过手机等设备随时随地监测和控制家中的环境，使得居家生活更加便捷、舒适。
其次，它可以提高家庭的安全性。
ZigBee无线通信技术在智能家庭中的应用研究
图一 Ｚ ｇ ｅ ｉＢ ｅ体 系结构模型
２ Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ通信传输模块及工作原 理 Ｚｇｅ ｉＢ ｅ通信传输 模块 由 Ｚ ｇ ｅ ｉＢ ｅ传 输模 块及 其外 围设
备 组 成 ， Ｃ ｉｃ ｎ公 司 产 生 的基 于 ２＇ 由 ｈｐｏ ４ ０系 统 芯 片 Ｚ ｇ ｅ ３ ｉＢ ｅ
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了无线 网络协议的机理 结构和 网络拓扑结构。
关键 词 ： 能家庭 ； ｉｂ ｅ 智 Ｚｇ ｅ ；网络协议 ；无 线传感 网络 中图分类号：Ｔ ９ ９７ Ｎ１ ． ２ 文献标识码 ： Ａ
Ｒ ｓａｃ ｆ ｔｅＺ ｅ ｅｄ ｉ ｏｒｓ ｏｄｎ ｅＴ ｃ ｎｑｅ ｉ ｈ ｎ ｅ １ｇ ｎｅＨｍ ｌ ｐ ｌｃ ｔｏ ｅｅ ｒｈ ｏ ｈ ｉＢ ｅＬ ａ—ｎＣ ｒ ｅｐｎｅ ｃ ｅｈ ｉｕ ｔｅ Ｉｔ ｌｉｅｃ ｏｅ ｙＡ ｐ ｉａ ｉｎ ｇ ｎ
采用基于 ＩＥ ８ ２ １ ． ＥＥ ０ ．５ ４标准的 Ｚ ｇｅ 协议， ｉｂｅ 真正实现宽带
模 块包括 了一个高性 能的 ２４Ｈ ＳＳ （ ． ｚＤ Ｓ 直接序列扩频 ） Ｇ 射 频 收发 器核 心 Ｃ２２Ｒ 一 颗高 效 的 ８５ 控 制器 。而 Ｃ４０Ｆ和 ０１
Ｚ ｇｅ ｉＢ ｅ的外围设备 由液 晶显示器 、键盘和 Ｒ 一 ３ Ｓ ２ ２接 １等。 ： ３
网络和家庭 自动 化领域引起 了人们越来越多的关注。 家庭网 络可看作一种分布 式网络， 普通家 电通过嵌入 网络接 口和能 实现本地控制 的 Ｉ ／０口， 了网络用具 （ｎ ｅ ｎ ｔＰ ｒ ｏ — 成 Ｉ ｔ ｒｅ ｅ ｓｎ ａ ｐ ｌａ ｃ ｓ ，通过家庭网关实现网络用具 的远程控制， ｌａ ｐ ｉ ｎ ｅ）
基于ZigBee技术的智能家居系统研究
基于ZigBee技术的智能家居系统研究发表时间：2020-07-24T11:14:59.950Z 来源：《建筑实践》2020年3月7期作者：焦兴学[导读] 本文首先通过对几种主流的智能家居无线技术的比较，说明ZigBee在摘要：本文首先通过对几种主流的智能家居无线技术的比较，说明ZigBee在智能化家居系统的优势，并阐释了ZigBee的组网方式，然后基于此设计了一套智能家居方案，最后针对智能家居的前景进行展望。
关键词：智能家居；无线技术；ZigBee ；Wifi0 引言所谓智能家居，即在已有建筑的基础上，利用互联网技术实现家中多种设备的连接，包括照明设备、传感器、插座和家电等等，从而实现家电语音控制、智能化内外遥控与防盗报警等功能[1]。
与传统家居设施相比，除满足基本生活需求外，还具有网络通信、设备自动化、多方信息交互等功能，提高资源利用率的同时还降低了使用成本。
目前智能家居内部网络的组建可分为有线和无线两类，有线技术主要包括电话线、专用总线、现场总线和以太网双绞线等方案，其优势在于技术成熟，抗干扰能力强且可靠性高，但由于布线复杂、初期成本高、可扩展性差等问题致使其无法适应迅猛发展的智能家居系统，故而以无线网络为基础的组网技术已逐渐成为推动智能家居发展的核心技术。
在无线传输环境下，无论是系统安装的便捷性还是功能的可扩展性相比有线传输均有极大提升。
然而无线模式也并非毫无弊端，当前多种无线方式方兴未艾，但相比于有线来说其技术发展并不成熟，不同技术也有着各自的缺点，如信号衰减程度高、通信质量偏低、电磁辐射、安全性低等。
因此，选择合适的无线组网方式对智能家居系统来说尤为重要[2]。
1 几种常用无线通信技术对比目前流行的用于通信的无线技术如蓝牙、Wi-Fi等人们已然耳熟能详，此外还有UWB、NFC、ZigBee等技术也已逐渐走进大众视野[3]。
下面将并对其特点加以分析对比，具体见表1，从而选出适合智能家居系统应用的无线通信技术。
基于ZigBee通信的智能家居控制系统
采集能力 ， 既可以将采集数据打包后上传给智能终端， 也能 接收智能终端下发的执行命令。 智能终端将两个控制节点上 传的温度和灯光数据汇总后 ， 与设定值进行比较 ， 所得结果 以无线方式发送给各控制节点 ， 控制节点在接收到命令后会 自 行 判 断 是 否启 动 相 应 的执 行 机构 调 节 环境 温 度 和灯 光 亮 度 。智 能终端 还配 有人 机界 面用 以显示 采集 数据 ，同时 ， 也 为用 户设 定 系统参 数提 供 了便 利 。 来自【 文献标识码 】 Ａ
引 言
智能 家居 是 以住宅 为平 台 ， 利 用先 进 的计 算机 技术 、自 动 控制技 术 、 网络通 信技 术和 综合 布线 技术 ， 通过 统一 的 网 络总线和控制平台将家庭 的电器设备控制系统、 灯光控制系 统、 安全控制系统 、 能源管理系统等子系统有机地结合在一 起， 统筹管理 ， 提供兼备建筑设备 、网络通信 、 信息家电等 设 备 自动化 。本文设 计 智 能终端 （ 家庭 网关 ） 、温 度控 制节 点 和灯 光控 制节 点 ，利用 具有 低功 耗 、低成 本 、 短 时延 、 大 网络容量、高可靠性等特点的 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ无线通信技术实现家 庭 内部 网络 的控制 ， 为 家居智 能化 提供 了一 种有据 可循 的实 现 方案 。 二 系统 总体 结构 系统总体结构是 由智能终端、 温度控制节点和灯光控制 节 点 三部分 组成 的 闭环控 制系 统 ，各 部分 通过 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ无线 通信模块传送数据。 其 中， 温度和灯光控制节点都具有数据
一
Ｃ ／ Ｏ Ｓ — Ｉ Ｉ Ｓ Ｔ Ｍ３ ２单片机 【 文章编号 】１ ６ ７ ４ —４ ８ １ ０（ ２ ０ １ ３） ２ ３ —０ １ ９ ６ —０ ２
设计基于ZigBee的智能家居控制系统
设计基于ZigBee的智能家居控制系统随着科技的不断发展，智能家居控制系统也越来越成为人们生活中的必备品。
其中，基于ZigBee技术的智能家居控制系统具有可靠性高、安全性好、扩展性强等特点，成为越来越多家庭的首选。
一、什么是ZigBee技术？ZigBee是一种基于无线射频（RF）技术的低功耗、低速率、短距离通信技术。
它采用IEEE 802.15.4标准，并在此基础上定义了一系列应用规范，为物联网提供了一种低成本、低功耗、高安全性的解决方案。
ZigBee技术可以广泛应用于家庭自动化、医疗保健、农业、环境监控等领域。
二、智能家居控制系统架构基于ZigBee技术的智能家居控制系统通常由如下几个部分组成：1. 控制中心：控制中心是系统的核心部分，主要负责与各类智能设备进行通信和控制。
控制中心需要支持多种通信协议，包括ZigBee、Wi-Fi、蓝牙等。
2. 智能设备：智能设备是指能够通过控制中心进行远程控制的各类家居设备，包括灯控、窗帘控制器、家庭影院、智能插座等。
这些设备需要具备ZigBee通信模块，以便与控制中心进行通信。
3. 应用软件：应用软件是用户与智能家居控制系统进行交互的界面，可以通过手机应用、网页端、语音控制等多种方式与控制中心进行交互。
三、ZigBee技术在智能家居控制系统中的应用基于ZigBee技术的智能家居控制系统具有以下优点：1. 可靠性高：ZigBee技术采用的是短距离、低功耗的无线通信方式，能够有效降低信号干扰，提高通信的可靠性。
2. 安全性好：ZigBee技术支持AES-128加密算法，在数据传输过程中进行加密，能够有效保护用户隐私和数据安全。
3. 扩展性强：ZigBee技术可以支持多个网络节点，可以随意扩展，支持动态网络拓扑结构，满足不同家庭的不同需求。
4. 节能环保：ZigBee技术采用低功耗的无线通信方式，能够大大降低能耗，减少电池更换的频次，从而节约资源，降低环境污染。
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APPLICAT ION NOT ES 应用天地基于ZigBee的无线智能家庭网关控制技术研究别雷1,刘正东2,刘金根1(1.武汉理工大学信息工程学院,武汉430070;2.上海智银信息科技有限公司)摘要:设计一种新型的基于ZigBee技术的智能无线网关控制系统,以S3C2410为平台,采用L inux操作系统,实现智能家庭网关与终端设备的无线连接;重点研究了该系统的组成、系统的软硬件设计,以及利用ZigBee技术实现对终端设备的控制。
关键词:家庭网关;无线;ZigBee;L inux操作系统中图分类号:T P368.1 文献标识码:AControl Techology for Wireless Smart Home Gateway Based on ZigBeeBie Lei1,Liu Zhengdong2,Liu Jingen1(1.School of Informat ion Engineering,Wuhan U niversity of T echnology,Wuhan430070,China;2.Shanghai Zhiyin Information Technology Co.,Ltd)Abstract:A new smart w ireless gateway system based on ZigBee is designed on S3C2410platform,adopting Linux operat ing system,re alizing w ireless connection betw een smart home gateway and t erminal equipments.T his paper focuses on system composition,hardw are and software design,and the use of ZigBee technology for t he control of term inal equipments.Key words:home gatew ay;w ireless;ZigBee;Linux operating system引 言随着网络技术和现代通信技术的发展,家庭网络化已经成为家庭现代化的趋势。
家庭网络可视为一种分布式网络,通过无线家庭网关实现对普通家电终端的远程控制是未来的发展趋势,因此无线家庭网关是整个家庭网络的核心,它主要实现网络接入、远程控制以及无线连接家庭内部异构子网等功能。
其中无线网关控制技术是一个需要解决的关键问题。
目前无线控制技术主要有IrDA、ZigBee、无线USB、蓝牙、Z Wave。
在以上技术中,IrDA技术最具有成本优势且协议简单,但传输方向单一,不能组网。
Wireless U SB的成本较高,主要用于传输高速多媒体数据,不适合智能家庭的控制应用。
蓝牙技术主要用于传输语音,如果将其应用在智能家庭网关控制,将带来传输距离受限和控制协议复杂等问题。
Z Wave是从ZigBee标准中精简而来,但该技术目前尚不支持全球通用的2.4GH z频段。
ZigBee技术在传输距离、可靠性以及组网能力方面都极具优势,本文利用ZigBee技术对智能无线家庭网关控制技术进行研究。
1无线智能家庭网关控制技术的结构设计1.1家庭网关组网技术的选择ZigBee技术是一种新兴的远距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术。
ZigBee技术的低数据速率特点,适合于承载数据流量较小和QoS的要求不高的业务,因此,ZigBee技术是最适合智能家居系统的组网技术。
对于智能家居系统来说,该网络自身是一个动态系统,不断与外界环境相互影响,网络中传输的数据量不大,网络节点多,要求低功耗,因此家庭无线网关利用ZigBee技术,其拓扑结构采用星型结构组网。
1.2家庭网关的无线组网设计基于ZigBee技术的家庭网关系统结构框图如图1所示,家庭网关和若干个无线通信ZigBee节点模块组成星形结构的家庭传输网络。
家庭网关是网络协调器,它主导网络的建立,监督网络的正常运行,配置存储空间,实现网络初始化、数据采集、设备控制等功能。
另外,它配置16位本地地址给设备以节省带宽。
其他的无线通信ZigBee 模块只能与家庭网关之间进行通信,实现状态采集、查询响应、设备控制等。
智能家庭网关是一个智能的嵌入式网络系统,包括硬件和软件两部分。
应用天地 APPLICAT ION NOT ES图1家庭网关的体系结构1.3智能家庭网关硬件结构设计方案硬件部分需要提供多种多样的网络接口类型与控制接口,主要由主控制器、GPRS模块和ZigBee射频通信模块3部分组成,其结构框图如图2所示。
图2智能家庭网关硬件结构框图主控制器CPU控制各种各样的接口,包括以太网接口、U SB接口、A DSL接口、WLA N接口等。
主控制器采用三星公司的A RM9微处理器S3C2410X,它具有外围扩展功能模块,能够实现高速处理。
GPRS模块采用Siemens公司的T C35终端,通过串口与CPU相连,实现与Int ernet的连接。
ZigBee射频收发模块采用Chipcon AS公司的CC2420芯片.控制家庭网内具备ZigBee标准接口的家用电器。
在家电控制器上加载ZigBee无线通信模块成为家庭分布式网络的终端设备。
2无线智能家庭网关控制技术的实现在选定了家庭网关的硬件平台后,家庭网关便有了自己的物理载体,但仅仅是硬件部分,并不能实现家庭网关所应具有的功能,还需要有建立在硬件平台之上的软件控制系统。
2.1智能家庭网关系统的选用家庭网关采用嵌入式Linux操作系统进行开发,包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面等。
操作系统主要实现以下功能:建立交叉编译环境。
引导装载程序(Boot loader),能实现系统的快速引导,提供瞬间开机功能;负责将Linux内核加载到内存,并将控制权交给内核初始化程序。
!Linux内核(kernel)的移植与裁减。
L inux内核采用模块化的组织结构,通过增减内核模块的方式来增减系统的功能,正确合理地设置内核的功能模块,只编译系统所需功能的代码,以获得更高的运行速度。
∀装载文件系统(file syst em)。
嵌入式系统一般不具备硬盘等大容量存储体,而用Flash为主存储器,其文件系统也具有特殊性。
#开发图形用户界面(GU I)。
∃选择上层应用程序(applicat ion)。
2.2智能家庭网关软件结构的设计智能家庭网关采用分层软件设计结构,如图3所示。
在整个软件框架中,位于底层的是各类硬件驱动程序,通过嵌入式L inux操作系统实现底层硬件设备的驱动与管理。
嵌入式Linux操作系统之上是针对设计需要而移植的T CP/IP协议与ZigBee通信协议。
协议层之上为应用程序层,其中包括Web、CGI程序与嵌入式用户图形系统QT和一些其他的嵌入式应用程序。
其中嵌入式Web服务器,提供了全中文的Web管理界面,用于家庭网关的远程访问和管理,Q T是基于本地L CD的一个强大的图形界面系统,实现在家庭内部通过ZigBee对家电终端的访问和控制。
图3 家庭智能网关的分层结构2.3ZigBee通信控制的实现(1)智能家庭网关与终端设备通信连接的建立在家庭网关硬件平台的ZigBee适配器与终端设备之间建立的无线通信连接,是基于无线替代有线而建立的无线信道连接,它与实际的串行连接并没有太大的差别。
这样,在L inux下利用先前移植的ZigBee工具包,完成家庭网关硬件平台上无线适配器与终端设备之间的配对与连接后,就可以以操作设备文件的方式对这条无线信道的串行连接进行操作,在本地实现对终端设备的通信和控制。
主要包括两个方面的内容:一个是网关发送的控制指令要通过ZigBee发送到终端设备,另一个是终端设备反馈给家庭网关的状态数据也要通过ZigBee的方式发送给家庭网关。
通信过程的结构框图如图4所示。
APPLICAT ION NOT ES 应用天地图4 家庭网关通信结构图按照需求编写相应通信控制程序、编译并下载到目标系统。
这些程序要遵循通信协议。
(2)通信连接过程的部分实现代码建立ZigBee网关和终端设备之间的通信连接的代码:void gatew ay::oPen zigbee(){St ruct tennios opt;tegetattr(fd,&opt);efsetispeed(&oPt,B9600);efsetospeed(&opt,B9600);opt.c_cflag&=~PARENB;opt.c_cflag&=~CSTOPB;opt.c_cflag&=~CSIZE;opt.c cfiag|=CSS;opt.c cfiag|=INPCK;opt.c_lflag&=~(ICANON|ECH O|ECHOE|ISIG);opt.c_flag&=~OPOST;tesetattr(fd,tcsanow,&opt);}家庭网关通过ZigBee发送给终端设备的控制指令: void gatew ay::zigbee_send(){Qstring send_dat a;U nsigned int buf[10];U nsigned char i;Send_data=send_Edit->disPlayT ext();for(i=0;i<n;i++){Buf[i]=send_data.mid(I,l).toUint();qDebug(%buff[%d]15%d&,i,buf[i]);}w rite(fd,buf,length);}!终端设备对智能家庭网关的反馈:void SendTest_MessageMSGCB(afIncomingMSGPacket_t *pkt){sw itch(pkt->clusterId){case SendTest_CLUSTERID:#if defined(LCD_SUPPORT ED)H alLcdWriteScreen((char*)pkt->cmd.Data," rcvd");#elif defined(WIN32)WPRINTST R(pkt->cmd.Data);#endifH alUART Write(H AL_UART_PORT_1,(pkt-> cmd).Data,(pkt->cmd).Dat aLength);if((pkt->cmd).Dat a[8]==0x55){H AL_TOGGLE_LED2();osal_start_timer(SendTest_SEND_MSG_EVT, SendTest_SEND_MSG_TIMEOUT);}else osal_stop_timer(SendTest_SEND_MSG_ EVT);break;}}∀Zigbee网关和终端设备之间通信连接的关闭: void gat eway::elose--zigbee(){close(fd);}3总结本文利用ZigBee技术,以S3C2410为平台,采用Linux操作系统,对无线智能家庭网关与设备终端之间控制技术进行分析,并对硬件结构和软件实现进行了设计。