基于GPRS与ZigBee的智能家居设计

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基于Zigbee和GPRS的智能家居报警系统

基于Zigbee 和GPRS 的智能家居报警系统3肖戊辰　邢　琰　何　川　姚凤一　徐远超(首都师范大学信息工程学院,北京　100048)摘要随着社会信息化的加快,人们的工作、生活和通讯、信息的关系日益紧密.信息化社会在改变人们生活方式与工作习惯的同时,也对传统的住宅提出了挑战,社会、技术以及经济的进步更使人们的观念随之巨变.在舒适、方便的生活态度下,安全成为了人们最为关注的方面.该系统就是在这种背景下应运而生的.它借助Z igbee 的无线传输能力,将温度与红外探测加入其中,实现了对于室内温度的监控,一旦温度超过阈值,报警系统便会启动,发出警告,并通过G PRS 系统向绑定的手机发出短信.而当室内有陌生人进入时,系统也同样会做出反应.关键词:Z igbee ,智能家居,ARM ,G PRS ,红外探测,温度报警.中图分类号:TP 393收稿日期:200921020832008年北京市大学生创新性实验计划项目资助.0　前　言家居智能化技术起源于美国,最具代表性的是X 210技术,通过X 210通信协议,网络系统中的各个设备便可实现资源的共享.因其布线简单、功能灵活,扩展容易而被人们广泛接受和应用.自动化的家居不再是一幢被动的建筑,相反,成了帮助主人尽量利用时间的工具,使家庭更为舒适、安全、高效和节能.网络化的智能家居系统可以为您提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、以及可编程定时控制等多种功能和手段,使您的生活更加舒适、便利和安全.1　总体设计在整体架构方面,由于单片机擅长进行机械设备和传感器的控制,而ARM 嵌入式开发平台擅长进行数据的处理,所以,该系统的架构是这样的,外围的机械设备和传感器主要由单片机进行控制,包括:DS18B20智能温度探测系统和红外热释报警系统.其中,DS18B20智能温度探测系统,红外热释报警系统通过Z igbee 无线通信模块和中心的ARM嵌图1　总体架构入式开发平台相连接.在ARM 嵌入式开发平台上运行有嵌入式的Web 服务器,用户可以通过网页查看自己家中一些设备的状态.当家中温度过高或过低时,或者红外探测到有人从门窗进入时,传感器会将85　第30卷　信息工程专辑2009年10月首都师范大学学报(自然科学版)Journal of Capital N ormal University(Natural Science Edition )Oct.,2009信号传给ARM 嵌入式开发平台,再通过平台上的G PRS 系统通过短信发送到用户的手机上.2　模块实现211　DS18B20智能温度探测模块DS18B20智能温度探测系统的主要构成有C51单片机,DS18B20温度探测芯片,蜂鸣器,四位数码管等.工作流程是这样的,DS18B20温度探测芯片探测完温度后存储在两个字节中,C51单片机读取这两个字节的数据后进行转换并在数码管上显示出来,再将转换完成的温度与之前设定的温度上下限进行比对,在超出范围时进行报警.图2　传感器电路温度传感器DS18B20采用单线总线接口,从DS18B20读出信息或写入信息仅需要一根口线,温度变换功率来源于数据总线,总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电,而且无需额外电源.这样就使DS18B20的系统结构更简单,可靠性更高.212　红外热释报警系统红外热释报警系统的主要结构有C51单片机,热释电红外线传感器,菲涅尔透镜,蜂鸣器等.敏感单元P2288由LiT aO3制成.当传感器没有检测到人体辐射出的红外线信号时,由于P1、P2自身产生极化,在电容的两端产生极性相反、电量相等的正、负电荷,而这两个电容的极性是相反串联的,所以,正、负电荷相互抵消,回路中无电流,传感器无输出.当人体静止在传感器的检测区域内时,照射到P1、P2上的红外线光能能量相等,且达到平衡,极性相反、能量相等的光电流在回路中相互抵消.传感器仍然没有信号输出.同理,在灯光或阳光下,因阳光移动的速度非常缓慢,P1、P2上的红外线光能能量仍然可以看作是相等的,且在回路中相互抵消;再加上传感器的响应频率很低(一般为011～10H z ),即传感器对红外光的波长的敏感范围很窄(一般为5～15um ),因此,传感器对它们不敏感.从原理上讲,任何发热体都会产生红外线,热释电人体红外线传感器对红外线的敏感程度主要表现在传感器敏感单元的温度发生的变化,而温度的变化导致电信号的产生.因此,传感器对人体的移动或运动敏感,对静止或移动很缓慢的人体不敏感;它可以抗可见光和大部分红外线的干扰.滤光窗,它是由一块薄玻璃片镀上多层滤光层薄膜而成的,滤光窗能有效地滤除710～14um 波长以外的红外线.人体的正常体温为36～3715℃,即309～31015K,其辐射的最强的红外线的波长为λm =2989Π(309～31015)=9167～9164um ,中心波长为9165um.因此,人体辐射的最强的红外线的波长正好落在滤光窗的响应波长(7～14um )的中心.所以,滤光窗能有效地让人体辐射的红外线通过,而最大限度地阻止阳光、灯光等可见光中的红外线的通过,以免引起干扰.213　Zigbee 无线通信模块Z igbee 是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案.它此前被称作“H omeRF Lite ”或“FireFly ”无线技术,主要用于近距离无线连接.它有自己的无线电标准,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低的功耗,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,因此它们的通信效率非常高.最后,这些数据就可以进入计算机用于分析或者被另外一种无线技术如WiMax 收集.在Z igbee 无线通信模块与DS18B20智能温度探测模块通信中,要让C51单片机与Z igbee 模块都经过MAX3232转换芯片转换成相同的电平标准才可以进行通信.电路图如下:214　数据库及Web 服务器S Q Lite 嵌入式数据库:嵌入式数据库将数据库系统与操作系统和具体应用集成在一起,运行在各种智能嵌入式设备上.与传统的数据库系统相比,它一般体积较小,有较强的便携性和易用性,以及较为完备的功能来实现用户对数据的管理操作.但是,由于嵌入式系统的资源限制,它无法作为一个完整的数据库来提供大容量的数据管理,而且嵌入式设备可随处放置,受环境影响较大,数据可靠性较低.在实际应用中,为了弥补嵌入式数据库存储容量小、可靠性低的不足,通常在PC 机上配置后台数据库来95信息工程专辑肖戊辰等:基于Z igbee 和G PRS 的智能家居报警系统图3　M AX3232电平转换电路实现大容量数据的存储和管理.Sqlite 版本及移植步骤:#tar zxv f sqlite 231519.tar.gz #.Πconfigure 22host =arm 2linux 22disable 2tcl #make #cd.libs Π#arm 2linux 2strip sqlite3#arm 2linux 2strip libsqlite3.s o.0.8.6＄sqlite3S Q Lite version 31519Enter “.help ”for instructions sqlite >sqlite >create table tem p (time varchar (15),tem perature varchar (7));sqlite >.exit ΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠΠ#arm v4l 2unkn own 2linux 2gcc test.c 2I.2L.libs 2lsqlite3G ohead 嵌入式Web 服务器:G oAhead Webserver 是为嵌入式实时操作系统(RT OS )量身定制的Web 服务器.G oAhead Webserver 构建在设备管理框架(Device Management Framew ork )之上,用户可以像标准的Web Services 一样来部署自己的应用,不需要额外的编程.G oAhead Webserver 支持S OAP 客户端(Sim ple Object Access Protocol ,简单对象访问协议),X M L 2RPC 客户端,各种Web 浏览器和单独的Flash 客户端.G oAhead Webserver 的主要功能特点有:很小的内存消耗;支持安全的通信,例如SS L (安全的套接字层);支持动态Web 页面,如ASP 页面;可以使用传统的C 语言编程定制Web 页面里的HT M L 标签;支持CGI (公共网关编程接口);嵌入式的JavaScript 脚本翻译器;独特的UR L 分析器.215　GPRS 模块短信提示系统是使用UP 2TECHPX A2702S 平台所提供的G PRS 模块,通过对串口编程来控制G PRS 扩展板,实现发送固定内容的短信,接打语音电话等通信模块的基本功能.G PRS 模块和应用系统是通过串口连接的,控制系统可以发给G PRS 模块AT 命令的字符串来控制其行为.G PRS 模块具有一套标准的AT 命令集,包括一般命令、呼叫控制命令、网络服务相关命令、电话本命令、短消息命令、G PRS 命令等.设置端口参数:波特率设为115200,数据位为8,无奇偶校验,数据流控制采用硬件方式,停止位为1.用户通过串口送入AT 指令集中的指令对G PRS 模块进行操作.3　系统特色311　集成度高对于温度与红外探测两个模块的统一控制管理,使系统具有了较高的集成度.虽然这样做会给软件编程及硬件电路连接带来一些不便,但是它既提高了单片机的使用效率,同时也加大了系统的可靠性,防止了各部分分散带来的系统代码冗余,以及一些由于外界影响带来的系统不稳定性.312　模块化强本系统将各个部件模块化,每个模块都有需要其独立完成的任务,这样在调试过程中可以分块进行,不受其它干扰,同时在应用中,可以按需增添或删改模块,而不至于对系统做较大的改动,增强了系6首都师范大学学报(自然科学版)2009年信息工程专辑肖戊辰等:基于Z igbee和G PRS的智能家居报警系统统的可扩展性.参考文献[1]　李广弟,朱月秀,冷祖祁.单片机基础[M].第三版.北京:北京航空航天大学出版社,2007.[2]　刘守义,杨宏丽,王静霞.单片机应用技术[M].第二版.西安:西安电子科技大学出版社,2007.[3]　DS18B20芯片数据手册(datasheet).[4]　邱铁.ARM嵌入式系统结构与编程.北京:清华大学出版社,2009.[5]　Z igbee数据及实验手册[6]　Blob在S3C44B0上的移植http:ΠΠin ΠnewsΠdetailΠv02d1000170463.html.[7]　DE NX U2Boot及Linux使用手册http:ΠΠΠuΠ16358Πshowart-184559.htmlZigbee and GPRS2based I ntelligent H ome Alarm SystemX iao Wuchen,X ing Y an,He Chuan,Y ao Fengyi,Xu Y uanchao(School of in formation&engineering,Capital N ormal University,Beijing　100048,China)AbstractWith the acceleration of s ocial information,people’s w ork,life and communication,information increasingly close relationship.In formation s ociety in changing people’s lifestyle and w ork habits at the same time,als o challenges the traditional residential,s ocial,technological and economic progress in a m ore consequent changes to people’s ideas.In the com fort,convenience and attitude towards life,the security has become the m ost attention in people.The system is in this context that shape.With Z igbee wireless transmission capacity,we will be tem perature and in frared detection to join this anti2theft system,which im plements the control for indoor tem perature,once the tem perature exceeds the threshold value,and alarm system w ould be activated,warning,and through the G PRS system send text messages to m obile phones binding.When there is a stranger into the room,the system als o will respond.K ey w ords:Z igbee,intelligent home,ARM,G PRS,infrared detection,tem perature alarm作者简介　徐远超(1975—),男,讲师,博士研究生,主要研究领域为嵌入式软件.16。

基于GPRS无线智能家居系统解决方案

基于GPRS无线智能家居系统的总体解决方案通信技术的不断发展以及人们对生活要求的不断提高，实现家庭智能的远程控制已经成为必然的趋势。

国家建设部住宅产业化促进中心提出住宅小区要实现六项智能化要求，其中包括实行安全防范自动化监控管理：对住宅的火灾、有害气体的泄漏实行自动报警；防盗报警系统应安装红外或微波等各种类型报警探测器；系统应能与计算机安全综合管理系统联网；计算机系统能对防盗报警系统进行集中管理和控制。

由于目前无线通讯技术的不成熟、运行费用高等弊端，智能家居控制器与外网无线通讯技术成为导致市场接受度低的重要因素，而GPRS系统的特点能够很好的解决该问题。

GPRS网络通信业务是通讯公司推出的一项数据传输通信业务，在GPRS网络覆盖区域内，传输距离不受限制，通信费用相对低廉，传输速率较快。

本文涉及家庭智能系统及GPRS技术相关背景，分析了其各自基本特点和所要实现的基本功能，并在此基础上提出了基于GPRS无线智能家居系统的总体解决方案。

最后总结系统核心GPRS芯片软硬件实现方法。

系统总体架构网络应用的普及以及各种信息家电的产生都使得在家庭内部对Internet的访问不再局限于单个PC，每个家庭都将面临如何在家庭内部传送Internet数据以及如何将各种家电设备连接起来的问题，基于此，智能家居网络应运而生。

智能家居网络是信息社会的基本单元。

未来的家庭中，各种家电设备将组成一个家庭局域网，并通过智能家居控制器接入互联网。

智能家居网络的市场发展潜力极其可观，几家大的厂商Intel、IBM、Microsoft及Sony都早已涉及其中。

智能家居控制器是智能家居系统的核心处理模块，是系统的心脏，包括可以联入宽带网络的单片机，内置的HUB，若干防区安防输入以及一条RS485的家庭控制扩展数据总线。

智能家居网络指的是在一个家居中建立一个通信网络，将各种家电设备互相连接起来，实现对所有智能家居网络上的家电设备的远程使用和控制及任何要求的信息交换，如音乐、电视或数据等。

采用ZigBee与GPRS结合实现家电远距离监控方案

采用ZigBee与GPRS结合实现家电远距离监控方案引言目前家电控制领域发展的主要方向是信息家电智能化。

许多家庭希望能实现各种家电“远程监控一体化”。

即通过一个遥控器随时随地了解和控制各种家电。

信息家电的数据传输的特点是低速率、低数据量，新出现的ZigBee技术为解决此类无线传输与控制问题提供了一种切实可行的技术解决方案。

本文就是以ZigBee技术为基础，结合ARM和GPRS 技术提出了信息家电远程监控无线通信方案。

1 ZigBee技术简介ZigBee是一种基于IEEE 802.15A标准的短距离无线通信的技术规范，它包含3个工作频段、27个信道，每个频段的传输速率和通信范围各不相同。

ZigBee技术拥有低功率、低速率、通信范围较小、网络容量大和组网简单等特点，且拥有省电、安全、可靠、成本低、时延短等优点。

方便实现对信息化家电的组网与监控。

2 信息化家电通信方案设计通信方案采用相对简单的ZigBee星型结构。

即以ZigBee协调器（含全功能ZigBee设备FFDl为整个通信方案的核心。

以多个ZigBee终端设备f含半功能设备RFD）作为周围的节点。

构成一个星型网络。

再结合远端控制，该方案可由以下这几部分组成：ZigBee协调器、ZigBee终端设备（被控对象，例如煤气水三表等电器）、Intenet、远程计算机。

其中ZigBee协调器负责与ZigBee终端和外部网络之间的通信，是整个系统的核心。

Zig—Bee 终端设备负责数据的采集和各种数据的传输。

根据方案的组成又可将该方案可分为两大模块：一是家庭ZigBee协调器模块；二是ZigBee终端模块。

前者又分为核心控制模块、协调器端无线收发模块、网络接El模块和GPRS通信模块：后者分为终端收发模块和数据采集与控制模块。

其模型如图1。

家庭ZigBee协调器模块以ARM微处理器为核心。

通过协调器端无线收发模块与终端模块实现通信。

通过GPRS与手机通信，通过Internet与远程计算机通信。

基于GPRS的智能家居远程监控系统设计

基于GPRS的智能家居远程监控系统
设计任务书
一、设计任务及要求
1. 性能指标：
本地监控系统：
●温度采集与显示
●温度测量范围是：－40 ～120 ℃，测量精度±0.4 ℃
●红外线监控与报警
●视频监控与显示
●本地监控触屏LCD显示
远程监控系统：
●短信温度查询
●短信报警
●家庭现状视频显示或当前图片显示
●远程家电控制（热水器、空调等）
2. 器件选择
●合理选择本地监控系统主处理芯片
●可以选用当前主流的GPRS模块
●合理选择总线进行数据通信
●合理选择电源模块，电阻要考虑承受的功率，电容要选择合适的
类型及耐压
3. 拓展部分
●家居互联网控制
●安卓系统开发
二、评分细则
1. 性能指标：
●温度采集（10分）
●温度显示（10分）
●红外报警（10分）
●监控图像采集（10分）
●监控图像显示（10分）
●本地监控触屏LCD（10分）
●远程家电控制（10分）
2. 外观工艺：
●元件排列（5分）
●焊接工艺（5分）
●整体外观（5分）
3. 功能拓展：
●家居互联网控制（10分）
●安卓系统开发（10分）
家居自动化、智能化管理（5分）
三、安排
1. 任务布置：2015.4—2016.4
2. 人员安排：4-6人。

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。

基于ZigBee技术的智能家居系统的设计

基于ZigBee技术的智能家居系统的设计一、本文概述随着科技的飞速发展和人们生活品质的提高，智能家居系统已经成为现代家居生活的重要组成部分。

其中，ZigBee技术作为一种低功耗、低成本、低数据速率的无线通信技术，在智能家居领域得到了广泛应用。

本文旨在探讨基于ZigBee技术的智能家居系统的设计，包括其基本原理、系统架构、功能模块、硬件选择以及软件设计等方面。

通过深入研究和分析，我们将提供一种高效、稳定、可靠的智能家居系统设计方案，以满足用户对智能家居的需求，提升生活品质。

本文将首先介绍ZigBee技术的基本原理和特点，阐述其在智能家居系统中的应用优势。

接着，我们将详细介绍基于ZigBee技术的智能家居系统的整体架构，包括各个功能模块的作用和相互之间的通信机制。

在此基础上，我们将重点讨论系统的硬件选择和软件设计，包括传感器节点的设计、网络通信协议的实现以及用户界面的开发等。

我们将对系统进行测试和评估，以验证其性能和稳定性。

通过本文的研究和讨论，我们期望能够为智能家居系统的设计提供有益的参考和指导，推动智能家居技术的进一步发展。

我们也希望能够激发更多人对智能家居领域的兴趣和热情，共同推动智能家居产业的繁荣和发展。

二、ZigBee技术原理及其应用ZigBee技术是一种基于IEEE 4无线标准的低功耗局域网协议，专为低数据速率、低功耗和低成本的应用场景设计。

它采用星型、树型或网状拓扑结构，具有自组织、自愈合的特点，能够在设备之间实现可靠的数据传输。

ZigBee技术的主要特点包括低功耗、低成本、低数据速率、高可靠性、高安全性和良好的网络扩展性。

在智能家居系统中，ZigBee技术被广泛应用于各种智能设备之间的通信和控制。

例如，通过ZigBee技术，智能照明系统可以实现远程控制、定时开关、场景设置等功能；智能安防系统可以实现门窗传感器的实时监控、报警推送等功能；智能环境监测系统可以实现温度、湿度、空气质量等环境参数的实时采集和传输。

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计一、系统架构设计智能家居系统的架构主要包括传感器、控制器、通讯模块和远程控制终端。

传感器主要用于采集家居环境数据，如温湿度、光照等，控制器用于处理传感器数据，并控制家居设备的开关，通讯模块用于与远程控制终端进行通讯，远程控制终端则是用户通过手机或电脑控制家居设备的界面。

在基于Zigbee无线网络的智能家居系统中，传感器和控制器采用Zigbee模块进行通讯，通讯模块则将数据传输到互联网上，远程控制终端通过互联网与通讯模块进行通讯，以实现远程控制家居设备。

整个系统架构如下图所示：[示意图]二、传感器设计1. 温湿度传感器：采用Zigbee无线模块，实时采集室内温湿度数据，并通过Zigbee 协议传输到控制器。

2. 光照传感器：采用Zigbee无线模块，实时采集室内光照强度数据，并通过Zigbee 协议传输到控制器。

3. 人体感应传感器：采用Zigbee无线模块，检测室内是否有人活动，并通过Zigbee 协议传输到控制器。

三、控制器设计控制器是智能家居系统的核心部件，负责接收传感器数据，进行数据处理，并控制家居设备的开关。

控制器的主要功能包括以下几个方面：1. 数据处理：接收传感器采集的数据，并进行处理，例如根据温湿度数据自动调节空调温度，或根据光照强度数据控制窗帘开合。

2. 设备控制：根据用户的指令或自动化算法，控制家居设备的开关，如灯光、空调、窗帘等。

3. Zigbee通讯：与传感器和通讯模块进行Zigbee通讯，以实现数据的收发和控制指令的传输。

四、通讯模块设计通讯模块是连接智能家居系统和互联网的桥梁，负责将数据传输到互联网上，以实现远程控制和监控。

通讯模块的主要功能包括以下几个方面：1. Zigbee通讯：与控制器和传感器进行Zigbee通讯，实现数据传输和控制指令的传递。

2. 互联网通讯：通过WiFi或以太网等方式，将数据传输到互联网上，实现远程控制的功能。

基于Zigbee和GPRS的智能家居安防系统设计

基于Ｚｉｇｂｅｅ和ＧＰＲＳ的智能家居安防系统设计宣　昊（常州大学信息科学与工程学院　２１３１６４）【摘　要】随着科技的进步和生活水平的提高，人们对家居环境的要求也越来越高，智能家居的出现迎合了人们的这种需求，得到了迅速发展。

安防系统作为智能家居的核心部分尤其受到人们的重视。

本文针对近年来发展迅速的物联网技术，设计了一套基于ＺｉｇＢｅｅ和ＧＰＲＳ的智能家居安防系统。

本系统具有成本低，功耗低，操作简单，功能齐备易扩展等特点，能够帮助营造安全的生活空间，具有广阔的市场前景。

【关键词】Ｚｉｇｂｅｅ；ＧＰＲＳ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，智能家居的出现迎合了人们的这种需求。

传感器网络、无线通信技术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、模糊控制技术等多种技术为一体的综合应用，通过结合ＺｉｇＢｅｅ和ＧＰＲＳ技术的优势，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［２－３］。

本文结合近年来发展迅速的物联网技术，设计了一整套基于ＺｉｇＢｅｅ和ＧＰＲＳ的智能家居安防系统。

该系统将新一代无线通信网络技术Ｚｉｇｂｅｅ和ＧＰＲＳ移动通信相结合，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，帮助用户营造安全、方便的居家氛围。

一、系统整体设计方案（一）系统结构框图系统主要由传感器子节点，遥控子节点和总控制器三部分组成，各组成部分之间按照一定的数据通信格式进行通讯，系统结构框图如图１所示。

传感器子节点负责将传感器参数经Ｚｉｇｂｅｅ无线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，接收各子节点上传数据，对传感器状态进行实时监控，当出现危险情况或有客到访时以短信的方式及时通知用户。

基于ZigBee和GPRS的智能家居控制系统设计

基于ZigBee和GPRS的智能家居控制系统设计
林凯强;王国兴;林凯彤
【期刊名称】《数字技术与应用》
【年(卷),期】2016(000)003
【摘要】采用时下较为流行的CC2530芯片，提出一种基于ZigBee组网和GPRS无线网络服务的智能家居控制系统的设计方案，侧重于家居环境的安全建设，稳定性较高。

系统通过与GPRS通信技术和客户端软件实现物联网远程监控，实
现对家居设备信息采集、门禁访问功能、家居安防自动报警等功能。

系统经济实用，旨在为用户提供舒适便捷的家居生活服务。

【总页数】2页(P208-209)
【作者】林凯强;王国兴;林凯彤
【作者单位】福建农林大学计算机与信息学院福建福州 350002;福建农林大学机
电工程学院福建福州 350002;福州大学物理与信息工程学院福建福州 350108
【正文语种】中文
【中图分类】TP277
【相关文献】
1.基于GPRS的智能家居控制系统设计 [J], 彭辉
2.基于GPRS的智能家居控制系统设计与实现 [J], 彭辉
3.基于嵌入式ARM和GPRS的智能家居控制系统硬件设计与思考 [J], 俞侃
4.基于GPRS无线网络的智能家居控制系统设计 [J], 康泽威;张晓亚;陈元威
5.基于ZigBee和GPRS的智能家居控制系统设计 [J], 林凯强[1];王国兴[2];林凯彤[3]
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基于GPRS与ZigBee的智能家居设计

令成为可能。Ｚｇｅ是最近发展起来的一种短距离无线ｉＢｅ
Ｚｇｅｉｅ无线网络通信模块采用赫利讯的ＩＢＰ—
Ｌｎｌ７ｉｋ２０模块。Ｚｇｅ（ＥＥ０．５４技术是最近发展ｉＢｅＩＥ８２１．）
发模块，频部分使用Ｆｅｓａ射ｒｅｃｌｅ的ＭＣ３９／３９／１１１１１２１１３芯片，ＭＣ使用的是３９Ｕ
ＭＣＳ８９０ＧＴ６０芯片。
Ｆｅｓａｅ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［。Ｈｅｉｏ３］ｌｍｍ公司推出的Ｉ —Ｌｉｋ２０是ｃＰｎ１７ＺｇｅｉＢｅ的开发工具和产品，含符合８２１．包０．５４标准的２．
能在网状或多次跳接（ｌｈｐ无线网络内支持串行数ｍｕｔｏ）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Ｚｇｅ线通信方式。此装置便于家庭独自ｉＢｅ无

基于ZigBee技术的智能家居控制系统设计与实现

基于ZigBee技术的智能家居控制系统设计与实现随着物联网的发展，智能家居控制系统已经成为人们日常生活中的一个重要应用。

ZigBee技术作为物联网通信协议之一，有着物联网中广泛应用的优势。

本文将从智能家居控制系统设计的角度出发，介绍基于ZigBee技术的智能家居控制系统的设计与实现。

一、智能家居控制系统的需求分析智能家居控制系统主要有以下几个需求：1. 控制家居设备：系统可以实现对家中各种设备的控制，如灯光、电器等。

2. 环境监测：系统可以实现对温度、湿度等环境因素的监测，进而调节合适的温度和湿度，提高生活舒适度。

3. 安全监测：系统可以实现对门窗、摄像头等安全设备的监测。

当侵入者来犯时，可以及时发出警报。

4. 远程控制：用户可以通过手机APP等远程控制系统，实现对家居设备的控制和监测。

在需求分析的基础上，我们可以开始对基于ZigBee技术的智能家居控制系统进行设计。

二、智能家居控制系统的软件设计智能家居控制系统的软件主要包括服务器端和客户端两部分。

1. 服务器端服务器端主要负责和各种设备的交互，接收设备的数据、发送命令到设备等。

服务器端需要具备以下几个功能：1）设备控制功能：服务器端需支持对各种设备的控制命令，如控制灯光亮度、控制电器开关等。

2）环境监测功能：服务器端需支持各种环境参数的实时监测，如温湿度、气体浓度等。

3）安全监测功能：服务器端需支持各种安全设备的状态监测，如门窗、火灾、燃气泄漏等。

4）远程控制功能：服务器端需支持用户通过手机APP等远程控制系统，实现对家居设备的控制和监测。

2. 客户端客户端主要是指用户与服务器端交互的软件程序，具备以下几个功能：1）控制家居设备：客户端可以向服务器端发送操作命令，以控制家居设备。

2）环境监测：客户端可以实时获取家中各种环境参数的监测数据。

3）安全监测：客户端可以实时获取家中各种安全设备的状态信息，如门窗状态、烟感器状态等。

4）远程控制：客户端可通过手机APP等远程控制系统，远程控制家中各种设备。

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计随着科技的发展和智能化的前进，智能家居系统已逐渐走进了人们的生活中。

无线网络作为智能家居系统的重要组成部分之一，为智能家居系统的运行提供了可靠的数据传输和通信支持。

本文将基于Zigbee无线网络，设计一种智能家居系统。

Zigbee是一种低功耗、短距离、低速率的无线网络技术，适用于家庭环境中小范围的无线通信。

我们需要在智能家居中的各个设备上安装Zigbee模块，包括灯光、温湿度传感器、门窗传感器等。

这些设备通过Zigbee模块与智能家居中央控制器连接，形成一个Zigbee无线网络。

在智能家居系统中，最核心的部分是中央控制器。

中央控制器需要连接到互联网，将传感器采集到的数据上传到云平台进行处理，并控制各个设备的操作。

中央控制器可以使用单片机或者嵌入式系统实现，通过Zigbee模块与各个设备进行无线通信。

智能家居系统中的各个设备可以通过中央控制器进行联动控制。

当温湿度传感器检测到环境温度过高时，中央控制器可以通过Zigbee无线网络发送指令给空调设备，调节室内温度。

当门窗传感器检测到有人进入时，中央控制器可以通过Zigbee无线网络发送指令给门禁设备，控制门的开关。

通过这种联动控制，智能家居系统可以实现更加智能、便捷的家居生活。

通过Zigbee无线网络，智能家居系统还可以实现远程控制和监控。

用户可以通过手机或者电脑等终端设备，远程登录到智能家居系统，实现对各个设备的控制和监控。

用户可以远程打开家中的灯光，调节室内温度，查看家中的监控画面等。

这在一定程度上提高了家居生活的舒适度和安全性。

Zigbee无线网络也存在一些问题。

由于其低速率的限制，无法支持大规模的数据传输。

Zigbee无线网络的覆盖范围有限，对于较大的家居环境可能需要增加中继设备来扩大网络覆盖。

由于Zigbee是一种专用的无线通信技术，不同厂家的设备可能存在兼容性问题。

基于Zigbee无线网络的智能家居系统可以实现智能化、便捷化的家居生活。

基于GPRS的无线智能家居控制系统方案

并进行控制。
数据安全保障
系统能够自动识别设备状态，根据用户需求进行智能化管理，如
自动调节室内温度、湿度等。
智能化管理
系统支持多种家居设备的接入，如智能灯泡、智能插座、智能窗帘等，实现了家居设备的集中管理。
多设备兼容性
通过加密传输和权限验证等措施，保障了用户数据的安全性和隐私性。
经验教训分享
04
GPRS模块应具备低功耗特性，以延长系统的待机时间。同时，应具备唤醒功能，以便在需要时能够快速建立通信连接。
04
软件设计与实现
嵌入式软件开发环境搭建
选择合适的嵌入式开发板，如 Raspberry Pi或Arduino等，并安装相应的操作系统和开发
工具链。
配置交叉编译环境，以便在开发主机上编译适用于目标
通过内置GPRS模块，实现家居系统与外部网络的无线通信，支持远程监控和控制。
3
本地控制网络
采用ZigBee、WiFi等无线通信技术，构建本地控制网络，实现家居设备间的互联互通。
功能模块划分
传感器模块
包括温度、湿度、光照、烟雾等传感器，实时监测家居环境参数。
人机交互模块
提供触摸屏、语音控制等多种交互方式，方便用户操作。
故障诊断与处理功能测试
模拟设备故障情况，测试系统是否能及时诊断并处理故障，保障家居设备的正常运行。
性能测试及结果分析
响应时间测试
记录从发送控制命令到智能家居设备响应的时间差，评估系统的实时性能。
网络稳定性测试
在GPRS网络信号不稳定的情况下，测试系统的稳定性和可靠性，确保系
统能够正常工作。
基于GPRS的无线智能家居控制系统方案
汇报人： 2024-01-29

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计随着科技的不断进步，智能家居系统已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

它能够让我们的生活更加便利、舒适和安全。

作为智能家居系统中的一个关键技术，Zigbee无线网络已经受到越来越多的关注和应用。

本文将探讨基于Zigbee无线网络的智能家居系统的设计。

一、Zigbee无线网络技术的特点Zigbee无线网络是一种低功耗、低速率、短距离的无线网络技术，它在短距离通信领域有很多优势。

Zigbee无线网络的传输距离较短，通常在10-100米之间，这使得它更适合于家庭环境中的设备互联。

Zigbee无线网络的功耗非常低，这意味着它可以长时间运行，而不需要频繁更换电池。

Zigbee无线网络还具有较高的网络安全性和稳定性，能够满足智能家居系统对通信安全和可靠性的要求。

二、智能家居系统的设计基于Zigbee无线网络的智能家居系统通常包括传感器、执行器、控制器和网关，其中传感器用于采集环境信息，执行器用于控制家居设备，控制器用于处理数据和指令，网关用于将智能家居系统连接到互联网。

在设计智能家居系统时，需要考虑以下几个关键问题。

1. 设备互联和通信Zigbee无线网络可以连接多种家居设备，如智能灯具、智能插座、智能门锁等。

在设计智能家居系统时，需要考虑如何实现这些设备之间的互联和通信。

一个可行的方案是利用Zigbee无线网络的网状结构，使得每个设备都可以直接和其他设备通信，从而实现设备之间的互联和协同工作。

2. 数据采集和处理智能家居系统中的传感器可以采集各种环境信息，如温度、湿度、光照等。

控制器需要对这些数据进行实时处理，并根据用户的需求进行相应的控制操作。

在设计控制器时，需要考虑如何实现数据的快速采集、传输和处理，以及如何实现多个传感器之间的数据同步和共享。

3. 远程监控和控制通过Zigbee无线网络和互联网的结合，智能家居系统可以实现远程监控和控制。

用户可以通过智能手机或电脑随时随地监控家中的环境情况，并对家居设备进行远程控制。

基于GPRS与ZigBee的智能家居设计

基于G P R S与Z i g B e e的智能家居设计　摘　要GPRS移动通信与新一代无线网络通信技术Z igBee相结合,实现了对家用电器及安防设备的远程控制与监控。

系统由MC35i的GPRS模块、IP_Link1270的Z igBee模块和PC机组成主控中心,由SM5964A单片机、128×64点阵的LCD液晶和IP_Link1270模块构成分控中心,实现主控中心通过GSM手机发送短信命令来读取三表的数据和对室内电灯的控制;分控中心可以随时检测室内是否有异常。

当有异常时,分控中心的蜂鸣器就会报警,同时主动向用户指定的手机发送短信,提示用户室内有异常情况。

　关键词GPRS　ZigBee　主控中心　分控终端　智能家居GPRS(G eneral Packet Radio Service,通用分组无线服务)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,在嵌入式系统中应用非常广泛[1]。

由于GPRS通信网络实现了联网和漫游,这样利用网络传输数据无须再组建专用通信网络,因此采用短信方式传输数据的系统应用将越来越广泛,这使得以短信方式传输控制命令成为可能。

ZigBee是最近发展起来的一种短距离无线通信技术。

由于ZigBee具有近距离、低功耗、低数据率、低成本等特点,因此适于家庭控制。

基于GPRS和ZigBee技术的智能家居解决方案采用以单户家庭为单元的通信控制模式,在每一个家庭中都安装一个主控中心(负责用户控制信号及家电反馈信息的接收和转发),及若干个与家电设备相连的分控终端(控制该家庭的所有电器)。

主控和分控装置由家庭总线相连,家庭总线采用ZigBee无线通信方式。

此装置便于家庭独自管理,安全性、可靠性高。

1　概　述1.1　无线数传模块MC35iGPRS通信模块采用西门子公司的无线数据传输模块MC35i,支持数据、短信、语音和传真业务。

MC35i是新一代GSM/GPRS双模模块,完全兼容上一代的MC35、TC35i;采用紧凑型设计,为用户提供了简单、内嵌式的无线GPRS连接。

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计智能家居系统是指通过将传统家居设备与互联网技术相结合，实现家居设备之间的互联互通，从而提高居住环境的舒适度、安全性和便利性的一种智能化系统。

基于Zigbee无线网络的智能家居系统是一种低功耗、低成本、高可靠性的无线通信技术，适用于家庭、商业和工业等各个场景。

本文将以基于Zigbee无线网络的智能家居系统的设计为主题，从系统硬件设计和软件设计两个方面进行介绍。

1. Zigbee无线通信模块的选择：应根据实际需求选择合适的Zigbee无线通信模块，这些模块通常都具有低功耗、低数据传输速率以及对多路径衰落等特点。

2. 设备感知模块的设计：智能家居系统需要与各个家居设备进行互联，因此需要设计相应的感知模块，包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，以便系统能够实时感知环境变化。

3. 控制终端设备的设计：智能家居系统还需要提供控制终端设备，包括手机、平板电脑等，用于通过手机APP或者网页控制家居设备的开关、调节亮度等。

1. 系统架构设计：根据实际需求，设计合理的系统架构，包括各个模块之间的通信协议、数据传输方式等。

2. 网络通信协议的设计：Zigbee无线通信技术使用的是IEEE 802.15.4标准，因此需要设计相应的网络通信协议，包括网络拓扑结构、路由算法等。

3. 控制算法的设计：设计智能家居系统的控制算法，使系统能够根据用户需求智能地控制家居设备的开关、调节亮度等。

4. 用户界面设计：为了方便用户操作智能家居系统，需要设计直观、易用的用户界面，包括手机APP界面、网页界面等。

基于Zigbee无线网络的智能家居系统的设计可分为硬件设计和软件设计两个方面。

硬件设计包括选择合适的Zigbee无线通信模块、设计感知模块和控制终端设备等；软件设计包括设计系统架构、网络通信协议、控制算法和用户界面等。

通过合理设计和实施，基于Zigbee无线网络的智能家居系统可以实现家居设备之间的互联互通，提高居住环境的舒适度、安全性和便利性。

基于ZigBee和GPRS的智能家居设计以及传感数据基于时间序列的聚类分析

基于ZigBee和GPRS的智能家居设计以及传感数据基于时
间序列的聚类分析
蔡金川;张超;樊丽
【期刊名称】《新型工业化》
【年(卷),期】2017(007)003
【摘要】本文介绍了一种基于ZigBee和GPRS技术的智能家居系统.该系统采用CC2530单片机实现ZigBee组网,实现家居环境的数据采集、无线发送及控制,并通过GPRS无线通信方式,上传数据到云管理系统,同时接收云管理系统的用户指令,实现远距离监测家居环境及控制家电设备,以满足用户对智能家居的更高应用需求.云管理系统采用基于时间序列的聚类分析对传感器数据进行进一步处理,使异常检测机制更加稳定.经测试,该系统具有性能稳定、功耗低、成本低廉等优点,具有广泛的推广价值.
【总页数】8页(P25-32)
【作者】蔡金川;张超;樊丽
【作者单位】南京工程学院自动化学院,南京,211167;南京工程学院自动化学院,南京,211167;南京工程学院自动化学院,南京,211167
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于ZigBee无线传感器网络的智能家居设计 [J], 万磊;章勇;李剑
2.基于ZigBee与GPRS的智能农业传感节点的设计 [J], 熊明亮;朱立宇;李子炎
3.基于GPRS与ZigBee的智能家居设计 [J], 于晅;傅家祥;肇云波
4.基于ZigBee-GPRS技术的无线传感网络 [J], 冼土明;徐杜;蒋永平;曾衍仁
5.基于ZigBee与GPRS技术的无线传感器网络网关的设计 [J], 何明星
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基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计一、硬件设备智能家居系统的硬件设备主要包括传感器、执行器、控制器和网关等。

传感器用于感知家居环境的状态，如温度、湿度、光照等；执行器用于控制家居设备，如灯光、空调、窗帘等；控制器用于处理传感器数据和执行器指令，实现家居环境的智能控制；网关则是智能家居系统的核心，负责将各种设备连接到局域网或互联网上，实现远程监控和控制的功能。

在基于Zigbee无线网络的智能家居系统中，传感器、执行器和控制器可以通过Zigbee通信模块与网关相连，构建起一个无线传感器网络。

这样的设计能够更好地适应家居环境的特点，实现家居设备之间的互联互通。

二、网络架构Zigbee无线网络采用星型或网状拓扑结构，具有自组织、自修复和低功耗等特点。

在基于Zigbee无线网络的智能家居系统中，可以采用星型结构，将各个传感器、执行器和控制器直接连接到网关上，实现简单可靠的通信。

通过在控制器和执行器上部署Zigbee中继节点，也可以构建起网状拓扑结构，提高网络的覆盖范围和可靠性。

智能家居系统的网络架构还需要考虑到对网络安全和隐私保护的要求。

Zigbee无线网络支持AES-128加密算法，可以保障通信数据的安全性；智能家居系统还可以通过预共享密钥或数字证书机制，实现对设备的身份认证和访问控制，确保用户的隐私不受侵扰。

三、通信协议Zigbee协议栈分为应用层、网络层和物理层，支持不同的通信模式和网络拓扑结构。

在基于Zigbee无线网络的智能家居系统中，可以采用Zigbee的MAC层和网络层协议，实现低功耗、高可靠性的无线通信。

Zigbee协议栈还支持多种应用层协议，如Zigbee Cluster Library（ZCL）、Zigbee Smart Energy（SE）等。

这些应用层协议提供了丰富的设备类型和功能定义，可以方便地实现各种家居设备之间的互操作性和互联互通。

四、应用场景基于Zigbee无线网络的智能家居系统可以应用于各种家居环境，满足用户在家居生活中的不同需求。

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计随着科技的不断发展，智能家居系统已经成为了现代家庭生活中不可或缺的一部分。

基于Zigbee无线网络的智能家居系统因其低功耗、稳定可靠的特点，已经成为了智能家居领域中的主流技术之一。

本文将介绍基于Zigbee无线网络的智能家居系统的设计，包括系统架构、功能模块以及实现方法等方面的内容。

一、系统架构基于Zigbee无线网络的智能家居系统主要由智能终端设备、网关设备、云平台和移动客户端等组成。

智能终端设备包括各种智能传感器、执行器和控制器等，用于感知和控制家居环境；网关设备负责实现智能终端设备与云平台的连接，同时也可以实现与移动客户端的通信；云平台上存储了用户的个人信息、家庭环境数据和智能家居系统的控制逻辑等；移动客户端则是用户与智能家居系统进行交互的重要工具，用户可以通过移动客户端对智能家居系统进行远程监控和控制。

二、功能模块1. 感知模块感知模块是基于Zigbee无线网络的智能家居系统中最基本的模块之一，它包括多种传感器设备，如温湿度传感器、烟雾传感器、人体红外传感器等。

这些传感器设备可以感知家庭环境的各种参数，并将感知到的数据通过Zigbee无线网络传输给网关设备。

2. 控制模块控制模块主要包括各种执行器和控制器设备，如智能灯具、智能窗帘、智能门锁等。

通过Zigbee无线网络，控制模块可以接收来自网关设备的控制指令，并对家居环境进行相应的控制操作。

3. 网关设备网关设备是连接智能终端设备和云平台的桥梁，它负责将传感器设备和执行器设备通过Zigbee无线网络连接到云平台，同时也可以通过Wi-Fi或以太网接入互联网，实现与移动客户端的通信。

4. 云平台云平台是整个智能家居系统的核心部分，它存储了用户的个人信息、家庭环境数据和智能家居系统的控制逻辑等，用户可以通过云平台实现对智能家居系统的远程监控和控制。

5. 移动客户端移动客户端是用户与智能家居系统进行交互的重要工具，用户可以通过移动客户端实时查看家庭环境的各种参数，并对智能家居系统进行远程控制。