基于zigbee的智能家居系统设计方案
基于ZigBee的智能家居实训系统设计
…
…
一
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
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。
无线智能家居控制系统的设计
无线智能家居控制系统的设计1. 本文概述随着科技的飞速发展，智能家居系统已经成为现代生活的重要组成部分。
无线智能家居控制系统作为智能家居领域的一个重要分支，以其便捷性、灵活性和高效性受到了广泛关注。
本文旨在探讨无线智能家居控制系统的设计理念、关键技术以及实际应用，以期为智能家居行业的发展提供有益的参考和指导。
本文首先对无线智能家居控制系统的背景和意义进行介绍，阐述其在现代生活中的重要地位。
接着，对系统的设计原则和目标进行详细说明，以确保设计出的系统能够满足用户需求并具有良好的性能。
随后，本文将深入探讨无线智能家居控制系统的关键技术，包括无线通信技术、传感器技术、数据处理技术等，并对这些技术的原理和应用进行详细分析。
在理论分析的基础上，本文还将结合实际案例，介绍无线智能家居控制系统的具体设计和实施过程。
通过实际案例分析，本文将展示如何将这些关键技术应用于实际系统中，并解决设计过程中可能遇到的问题。
本文将对无线智能家居控制系统的未来发展进行展望，探讨可能的技术趋势和市场动向，以期为行业内的研究人员和企业提供有价值的参考。
整体而言，本文将全面、系统地介绍无线智能家居控制系统的设计，旨在推动智能家居技术的进步和应用的发展。
2. 无线智能家居控制系统概述无线智能家居控制系统是一种利用无线通信技术实现家居设备智能化控制和管理的系统。
它将传统的家居设备与先进的无线通信技术相结合，通过智能化的控制方式，为用户提供更加便捷、舒适、安全和节能的家居生活体验。
无线智能家居控制系统的核心组成部分包括智能终端、控制模块和云平台。
智能终端可以是智能手机、平板电脑等移动设备，也可以是专用的控制面板或智能音箱等。
控制模块则是安装在各个家居设备上的控制器，用于接收智能终端的指令并控制家居设备的运行。
云平台则是整个系统的中枢，负责处理智能终端发送的指令，并将指令传输给相应的控制模块。
无线智能家居控制系统可以实现多种功能，包括但不限于灯光控制、温度控制、安全监控、家电控制等。
基于ZigBee技术的智能家居系统设计研究
⑥ 网络 容量 大且组 网形式灵 活多样， Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ协议对 大量的网 居 系统的信息 化、 网络化 、 智能化 是当前家居 系统 的发展趋 势 。 延； 络 节 点 以及 多种 组 网方 式都 能有 效支 持 等 。 由于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ协 议 的 其 中基 于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技 术 的智 能 家 居 系 统 为 人 类 的生 活 环 境 带 来 了
网 络路 由器 以及 网络 终 端 设 备 三 种 功 能 设 备 ， 有 效 解 决 了有 线 网络 布 线 困 难 以及 扩 展 性 差 等 的 不 足 ，应 用 无 义 了 网 络 协 调 器 、 其 中的网络协调器、 网络 路 由 器 为 全 功 能 器 件 ， 而 网络 终 端 设 备 线 组 网 技 术 的 智 能家 居系 统 成 为 必 然 的发 展 趋 势 。
． １ Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ设 备 智 能 家居 是 以住 宅 为 平 台 ， 利用综合布线、 网络 通 信 、 自动 控 ４
Ｆ Ｆ Ｄ ） 和简化功能器件 （ Ｒ Ｆ Ｄ ） 两种类型 ， 其 中的全功 的 住 宅 设 施 与 家 庭 日程 事 务 的管 理 系 统 ，对 人 们 居 住 环 境 的 舒 全功 能器件 （ 适性 、 便利性、 安全性 以及艺术性等进行 了有效 的提升ｆ １ ＿ 。实现家 能 器 件 不 但 可 以与 网络 中 的 任 何 设 备 实 现 通 信 ， 还 可 以作 为 网 居 智 能 的 工 具 包 括 先 进 的 计 算 机 技 术 、 网 络 通 信 技 术 以 及 电力 络 协 调 者 对 其 他 网络 设 备进 行 协 调 ；简 化 功 能器 件 只 能 与 全 功 而两个简化功 能器件之 间是不能直接通信 的， 自动 化 技 术 等 ，这 些 先 进 的 技 术 将 与 家 居 生 活 相 关 的各 个 子 系 能器件进行通信 ， 。Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ网络 主 要 定 统 进 行 网 络 化 的 综 合 管 理 。当 前 短 距 离 无 线 通信 技术 发 展 迅 速 ， 并 且 这种 器件 也不 具 备 网络 协 调 者 的 功 能
基于 ZigBee 的智能家居系统设计
基于 ZigBee 的智能家居系统设计随着科技的快速发展，越来越多的人开始关注智能家居系统的设计和实现。
而其中，基于ZigBee 技术的智能家居系统则成为了近年来最具热度的研究方向之一。
本文将详细探讨基于 ZigBee 的智能家居系统的设计和实现。
一、ZigBee 技术简介ZigBee 技术是一种低功耗、近距离、无线通讯技术，它是一种基于 IEEE802.15.4 标准的无线网协议。
ZigBee 技术能够支持多种应用场景，适用于环境监测、医疗保健、智能家居、能源管理等领域。
ZigBee 技术采用了低功耗、低速率的传输方式，具有低成本、低噪声和低干扰的特点。
同时，ZigBee 网络结构简单，有很强的自组织能力，能够让各种设备快速建立通讯。
二、ZigBee 技术在智能家居中的应用智能家居系统是指通过各种网络技术，将家居中传统的电器设备和其他可编程设备进行集成，从而达到自动化控制的目的。
而 ZigBee 技术在智能家居中的应用则包括以下几个方面：1、家庭网络化ZigBee 技术可以帮助实现家庭网络化。
通过 ZigBee 网络，家庭中的各种设备都可以实现互联，实现智能化自动控制。
比如，用户可以通过智能手机控制家中的照明、温度、音乐等设备，从而达到智能控制的目的。
2、安防保护智能家居系统中的安防保护是智能家居最重要的应用之一。
而 ZigBee 技术可以帮助实现安全保护，可以通过智能传感器实时监控家庭的安全情况，当检测到异常情况时进行即时报警，从而保护家庭安全。
3、娱乐化智能家居系统中的娱乐化应用也是很重要的。
通过 ZigBee 技术，用户可以轻松地控制家庭中的音乐、影像等设备，达到家庭娱乐化的目的。
三、基于 ZigBee 的智能家居系统设计在设计基于 ZigBee 的智能家居系统时，应遵循以下设计理念：1、低功耗智能家居系统的常承担着长期、甚至是持续的工作，因此对于功耗的要求极高。
因此在基于 ZigBee 技术的智能家居系统设计中，应注重低功耗、智能化的设计，以延长系统设备的使用寿命。
基于ZigBee的智能家居监测控制系统的设计
基于ZigBee的智能家居监测控制系统的设计一、本文概述随着科技的不断进步和人们生活水平的提高，智能家居的概念逐渐深入人心。
智能家居通过集成先进的通信技术、控制技术、传感器技术等多种技术，实现了家庭环境的智能化管理和控制。
其中，ZigBee 技术作为一种低功耗、低成本、低复杂度的无线通信协议，在智能家居领域具有广泛的应用前景。
本文旨在探讨基于ZigBee技术的智能家居监测控制系统的设计，旨在为读者提供一个全面、系统的了解，并希望为智能家居领域的发展提供一些有益的参考。
本文首先介绍了ZigBee技术的基本原理和特点，包括其通信机制、网络拓扑结构以及优势等。
然后，文章详细阐述了基于ZigBee 的智能家居监测控制系统的总体设计方案，包括系统架构、硬件选择、软件设计等方面。
接下来，文章将重点介绍系统中的各个功能模块，如环境监测模块、安防监控模块、家电控制模块等，以及它们之间的协同工作机制和实现方法。
本文还将对系统的性能和稳定性进行分析和测试，以验证设计的可行性和有效性。
文章将总结整个设计过程中的经验教训，并对未来的发展方向进行展望。
通过本文的阅读，读者可以深入了解基于ZigBee的智能家居监测控制系统的设计理念、实现方法和应用前景，为相关领域的研究和开发提供有益的参考和借鉴。
二、ZigBee技术概述ZigBee是一种基于IEEE 4标准的低功耗局域网协议，主要用于近距离无线通信。
其名称源自蜜蜂的“ZigZag”舞蹈，寓意着该技术在通信中的灵活性和高效性。
ZigBee技术专为低数据速率、低功耗、低复杂度和低成本的应用场景设计，因此在智能家居监测控制系统中具有广泛的应用前景。
ZigBee技术的核心优势在于其低功耗和低成本。
由于其采用了休眠机制，设备在不进行数据传输时可以进入低功耗的休眠状态，从而显著延长了设备的使用寿命。
ZigBee网络的构建成本相对较低，使得其成为智能家居领域理想的通信协议之一。
在智能家居监测控制系统中，ZigBee技术可以实现设备间的无线连接和数据传输。
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无线传感器网络的智能家居系统
基于ZigBee无线传感器网络的智能家居系统苏李果;朱燕【摘要】随着电子、计算机和通信技术的发展以及人们生活水平的提高，人们对每日息息相关的家居功能有了更高的期望。
为了改进现有大多数现场总线式系统布线和维护难的局面，提出了一种基于 ZigBee 无线传感器网络的智能家居系统实现方案。
该系统包括ZigBee无线传感器网络、智能家居网关和移动手机终端三个部分，可以通过智能家居网关直观地掌握所有节点上各种传感器的工作状态，集中对各种电器进行控制，并可通过移动手机终端实现远程控制。
经测试该系统运行良好，达到了预期的设计目标。
%With the rapid development of electronic, computer and communication technology and the improvement ofpeople's living standard, people have higher expectations for the home furnishing function. To improve the difficult situation of wiring and maintenance in the most fieldbus system, this paper provides a smart home system solution based on ZigBee Wireless Sensor network. This System includes ZigBee Wireless Sensor network, smart home system gateway and mobile phone end device. Users can master the working state of all the sensors in the nodes intuitively, and they can centralize control the Electrical appliances. And the remote control mode can be realized through a mobile terminal, too. After the test, this system works well and reaches the desired design goal.【期刊名称】《计算机系统应用》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】5页(P66-70)【关键词】ZigBee;无线传感器网络;智能家居;协调器节点;终端节点【作者】苏李果;朱燕【作者单位】闽西职业技术学院电气工程系，龙岩 364021;娄底职业技术学院电子信息工程系，娄底 417000【正文语种】中文21世纪是信息化的时代, 随着电子、计算机和通信技术的发展以及人们生活水平的提高, 人们对每日息息相关的家居功能有了更高的期望. 不仅要求住宅能满足一般的居住需求, 还越来越多地注重家庭生活中每个成员的安全、舒适与便利程度. 这样的需求促进了智能家居产品诞生, 它的基础平台是住宅, 集合了建筑布线、互联通信、家居安防、系统自控及音视频技术, 创建了一个高效的日常生活事务的管理系统, 有效地提升了家庭生活的安全、方便和舒适性, 并满足人们对于环保的需求. 自20世纪末智能家居的理念引入到国内, 经过了十多年的发展, 我国的智能家居的发展进入了融合演变期, 呈现快速增长的势头. 但目前大多数系统还是采用现场总线式的连接方式, 给布线安装和维护方面带来了不便[1]. 基于上述原因, 本文提出了一种基于ZigBee无线传感器网络的智能家居系统实现方案.1 系统架构与工作原理本系统主要由三部分构成: ZigBee无线传感器网络、智能家居网关和移动手机终端.ZigBee无线传感器网络由多个终端节点和一个协调器组成, 每个终端节点根据实际的监测需求连接多种传感器或受控设备——如温度、湿度、有毒气体、光敏、窗帘电机、红外遥控转发器等. 它将采集到的传感器数据汇聚至协调器, 并接收协调器发来的命令. 协调器通过UART串口连接智能家居网关, 负责与上位机控制软件进行交互.智能家居网关是整个系统的控制核心, 它是内部ZigBee无线传感器网络与外部互联网连接的中转站. 它具备可视化的界面, 在其上可对各终端节点的实时状态进行监控. 对内可通过ZigBee协调器转发各种查询和控制命令, 对外可提供TCP/IP Socket连接Server服务, 供移动手机终端连接, 实现无线远程监控[2].图1 系统构成2 系统硬件设计本系统中智能家居网关采用PC机作为运行环境, 因此主要对ZigBee无线传感器网络的硬件进行了设计. 系统选用了美国TI公司的CC2530作为无线通信的主控芯片, CC2530内部包含一个8051内核MCU, 拥有ADC、UART等丰富的外设资源, 同时还集成了高性能的射频收发器, 是一个典型的SOC片上系统. 它功耗极低, 数据传输响应时间短, 可满足本系统的设计需求.2.1 终端节点硬件设计终端节点需要完成传感器数据的采集, 定时发送至协调器, 并接受协调器发来的控制命令. 因此终端节点的硬件设计主要包括数据采集与控制模块、数据处理与无线通信模块和电源模块的设计.(1) 数据采集与控制模块该模块根据终端节点的需求选择各种不同的传感器或控制装置, 由于CC2530内部带A/D转换的外设功能, 因此对于输出为模拟量的传感器可以直连该芯片. 对于窗帘控制节点, 其上需连接光照强度检测传感器和控制电机的继电器. 前者选择光敏电阻, 采用分压电路的接法, 利用光照强度不同时其阻值改变导致两端电压值改变的特性, 可实现光照等级的采集, 用于窗帘自动开闭的控制. 继电器的选择应考虑其驱动电压, 由于CC2530的供电电源典型值为3.3V, 因此选择输入兼容3.3V的继电器.温湿度采集节点选择奥松电子的AM2301数字温湿度传感器, 它内部包含一个电容式感湿元件和一个NTC测温元件, 并与一个高性能8位单片机相连, 采用单总线接口, 硬件电路上直连CC2530的P0.7端口, 可直接读出温湿度数据.有毒气体检测节点选择MQ-2气体传感器, 它的电导率随着空气中可燃气体浓度的增加而增大, 其输出的模拟电压值也随之变化. 本系统中将它的输出连接LM393电压比较器, 通过电位器改变比较参考电压值可进行气体报警灵敏度的调节.(2) 数据处理与无线通信模块本系统数据处理和无线通信功能分别使用CC2530内部的8051内核和射频收发器, CC2530为SOC片上系统, 具有很高的集成度, 所以其周边只需连接晶振和少量负载电容即可. 该模块连接了XTAL1和XTAL2两个晶振, 分别为32MHz和32.768KHz. 无线通信方面主要设计了天线电路, CC2530的射频输出为差分信号, 为了与天线的单端输出相连, 两者之间利用电感和电容设计了巴伦电路[3]. 在天线的选择上, 经过综合对比各种天线的性能, 选用SMA连接端子的鞭状天线. 数据处理和无线通信模块的电路原理图如图2所示.图2 数据处理与无线通信模块电路原理图(3) 电源模块本系统主要应用于家庭内部, 各个终端节点均能得到较为稳定的供电, 因此在供电方面选择电源供电. 使用5V直流电压输入, 选用AMS1117-3.3 DC/DC稳压芯片完成5V转3.3V, 为系统各个模块供电.2.2 协调器节点硬件设计协调器节点与智能家居网关连接, 它把从各终端节点汇聚的传感器数据转发到网关, 同时向各终端节点分发网关下达的控制命令. 协调器节点上无需连接传感器, 它在数据处理与无线通信模块和电源模块的硬件电路设计上与终端节点相同. 由于协调器与智能家居网关之间的连接端口为UART串口, 而且两者串口数据的电平标准不同——协调器上为RS232 TTL电平标准, PC端为USB接口标准, 因此系统选用PL2303芯片设计了USB与RS232 TTL电平互相转换的电路. PL2303芯片内置USB功能控制器、USB收发器、振荡器和带有全部调制解调器控制信号的UART, 具有较高的集成度, 在其周边只需连接12MHz晶振与两只电容即可构建最小系统. 协调器节点的USB转RS232接口的电路原理图如图3所示.图3 协调器节点的USB转RS232电路原理图3 系统软件设计系统软件设计包括ZigBee无线传感器网络中各个节点的程序设计、智能家居网关的监控软件的设计和移动手机终端软件的设计.3.1 数据通信协议由于ZigBee网络通信涉及查询和控制命令, 需要传输多种不同的传感器数据, 因此需要先对数据通信的协议进行设计. 数据以字节为单位, 系统规定了协调器节点的查询和控制命令的数据帧格式, 并对终端节点的响应帧格式进行了定义, 如表1所示. 其中“地址”为2个字节的短地址, “功能码”在Modbus协议的基础上针对实际应用进行扩展, “数据段”根据命令功能的不同和传感器数据位数的需求进行调整, “校验码”为前述内容的异或值.表1 ZigBee通信数据帧格式格式组成开始符地址功能码数据段校验码结束符字节数1 Byte2 Byte1 Byte0-N Byte1 Byte1 Byte 缩写STADDRFCDAXORED“功能码”的详细定义如表2所示, 查询命令所对应的“数据段”长度为0, 控制命令所对应的“数据段”长度为1.表2 功能码描述功能码FC描述数据长度 01查询所有终端节点的传感器数据002查询单个终端节点的传感器数据0 0A控制终端节点灯的亮灭1 Byte 0B控制终端节点窗帘开合1 Byte 0C外出模式, 关闭所有设备1 Byte3.2 终端节点程序设计终端节点的程序设计开发环境为IAR, 基于TI公司的Z-Stack 2007pro协议栈进行开发.终端节点在启动后先搜索协调器建立的网络并加入, 在传感器数据采集与上报的机制方面, 设计了两种模式, 一是定时采集自动上报; 二是只有接收到协调器发来的查询命令, 才唤醒节点采集并上报. 为了降低功耗, 系统设计以上两种形式当终端节点没有采集传感器数据时, 进入休眠状态[4]. 具体的程序工作流程如图4所示.图4 终端节点程序流程图3.3 协调器节点程序设计协调器在上电初始化后建立ZigBee网络, 收到终端节点的加入请求后, 允许其加入, 然后监听OSAL中串口接收事件或无线接收数据事件是否发生. 若收到智能家居网关通过串口发来的查询或控制命令, 则将其广播出去或单播给目标终端, 等待终端发回响应数据并通过串口发给网关, 然后再次进入监听状态. 若收到终端节点定时发来的传感器数据, 则直接通过串口发给网关, 最终也是再次进入监听状态. 具体的程序工作流程如图5所示.图5 协调器节点程序流程图3.4 智能家居网关软件设计本系统中智能家居网关以PC机Windows操作系统作为运行环境, 使用C++语言, 在Visual Studio 2005和数据库开发环境下, 设计了监控管理软件. 智能家居网关和ZigBee协调器节点之间采用UART串口连接, 使用MSComm控件实现了两者之间的串口通信[5]. 软件使用可视化控件直观地展示了终端节点上各种传感器的工作状态, 记录了温湿度的变化曲线. 同时为了扩展系统的远程控制的功能, 使用VC++中的Socket编程实现了TCP服务器端, 提供给远程移动手机终端连接. 通过该监控管理软件, 用户可直观地掌握所有传感器节点的工作情况, 并可集中对各种电器进行控制. 该监控管理软件的界面如图6所示.图6 智能家居网关监控管理软件界面3.5 移动手机终端软件设计移动手机终端选择Android系统作为运行平台. 终端软件的设计主要包括3个方面的内容: 一是与智能家居网关之间基于TCP/IP协议的socket通信; 二是各种传感器实时信息的更新与控制命令的传送; 三是人机界面的设计.Socket通信模块的程序设计使用了Android系统的进程间通信的机制 , 并加入了Service、Broadcast Receiver和Activity组件实现相关功能, 该模块的程序架构如图7所示.图7 移动手机终端socket通信模块程序架构从上图中可以看到, 用户在UI界面中启动连接socket服务的请求, 然后连入智能家居网关的socket服务器. 连接建立以后, 启动一个新线程, 用于发送控制命令以及接收返回的传感器实时信息. 同时该进程将传感器实时信息以广播的形式发给UI 界面的Receiver进行刷新显示.人机界面的设计主要包括socket服务器连接界面和主功能界面的设计. 主功能界面实现ZigBee各终端节点的传感器信息的实时显示, 如: 温度、湿度、可燃气体泄漏和光照度等, 同时设计了针对家中电器控制的功能模块, 如: 照明灯、风扇等, 情景模式页面设计了离家模式和在家模式, 可根据需要统一对各种传感器和电器进行控制. 设计好的人机界面如图8所示.图8 移动手机终端人机界面4 系统的连接实现与测评系统设计完成后, 为了验证方案的可行性, 对其进行了连接实现与测评. 取五个节点,其中一个为协调器, 通过UART串口连接智能家居网关, 其余四个为终端, 分别连接温度、湿度、可燃气体检测等传感器和照明灯等家用电器.系统测试主要包括组网的速度与稳定性、传感器数据采集的准确性、数据传输的响应速度以及各个情境模式的工作情况. 经过测试, 所有节点上电后, 协调器组建ZigBee网络, 所有终端可正常入网, 整个过程在3秒完成并稳定长时间工作. 各终端节点的传感器数据采集准确, 温湿度传感器的误差控制在±0.5℃, 可燃气体检测传感器不存在误报现象. 当终端节点采集到的传感器数据发生变化时, 智能家居网关与移动手机终端上可以接近实时地刷新显示, 响应速度较高, 可以达到设计的要求. 在“离家模式”下, 断开所有电器的电源和关闭窗帘, 并保持光照、温湿度和可燃气体检测传感器的运行, 以提供报警功能; “在家模式”下, 关闭光照检测传感器, 由人工控制窗帘的开闭, 同时打开电器的电源便于控制.综上所述, 该系统中智能家居网关监控管理软件工作正常, 可以实时显示ZigBee网络中各节点的状态, 可集中对照明灯等设备进行控制, 并可提供移动手机终端连接实现远程控制, 达到了设计目标. 该系统发挥了ZigBee无线传感器网络组网简单、自组织性强、适合小数据远程传输的特点, 可适应智能家居系统的工作环境, 具有很强的实用性.参考文献1 黄文凤.智慧家庭中的智能家居产业发展现状及趋势.集成电路应用,2013(10):16–18.2 方志忠.基于ZigBee的智能家居系统的设计与实现.电子制作,2014(10):33–34.3 南忠良,孙国新.基于ZigBee技术的智能家居系统设计.电子设计工程,2010(7):117–119.4 王小强,欧阳骏,黄宁淋.ZigBee无线传感器网络设计与实现.北京:化学工业出版社,2012.5 李景峰,杨丽娜,潘恒.Visual C++串口通信技术详解.北京: 机械工业出版社,2010. Smart Home System Based on ZigBee Wireless Sensor NetworkSU Li-Guo1, ZHU Yan21(Electrical Engineering Department of Minxi Vocational and Technical College, Longyan 364021, China)2(Telecom Department, Loudi Vocational and Technical College, Loudi 417000, China)Abstract：With the rapid development of electronic, computer and communication technology and the improvement of people's living standard, people have higher expectations for the home furnishing function. To improve the difficult situation of wiring and maintenance in the most fieldbus system, this paper provides a smart home system solution based on ZigBee Wireless Sensor network. This System includes ZigBee Wireless Sensor network, smart home system gateway and mobile phone end device. Users can master the working state of all the sensors in the nodes intuitively, and they can centralize control the Electrical appliances. And the remote control mode can be realized through a mobile terminal, too. After the test, this system works well and reaches the desired design goal.Key words：ZigBee; wireless sensor network; smart home; coordinator node; end device node①基金项目：湖南省教育厅科学研究青年项目(12B106)收稿时间：2014-11-19;收到修改稿时间:2014-12-29本系统主要由三部分构成: ZigBee无线传感器网络、智能家居网关和移动手机终端.ZigBee无线传感器网络由多个终端节点和一个协调器组成, 每个终端节点根据实际的监测需求连接多种传感器或受控设备——如温度、湿度、有毒气体、光敏、窗帘电机、红外遥控转发器等. 它将采集到的传感器数据汇聚至协调器, 并接收协调器发来的命令. 协调器通过UART串口连接智能家居网关, 负责与上位机控制软件进行交互.智能家居网关是整个系统的控制核心, 它是内部ZigBee无线传感器网络与外部互联网连接的中转站. 它具备可视化的界面, 在其上可对各终端节点的实时状态进行监控. 对内可通过ZigBee协调器转发各种查询和控制命令, 对外可提供TCP/IP Socket连接Server服务, 供移动手机终端连接, 实现无线远程监控[2].本系统中智能家居网关采用PC机作为运行环境, 因此主要对ZigBee无线传感器网络的硬件进行了设计. 系统选用了美国TI公司的CC2530作为无线通信的主控芯片, CC2530内部包含一个8051内核MCU, 拥有ADC、UART等丰富的外设资源, 同时还集成了高性能的射频收发器, 是一个典型的SOC片上系统. 它功耗极低, 数据传输响应时间短, 可满足本系统的设计需求.2.1 终端节点硬件设计终端节点需要完成传感器数据的采集, 定时发送至协调器, 并接受协调器发来的控制命令. 因此终端节点的硬件设计主要包括数据采集与控制模块、数据处理与无线通信模块和电源模块的设计.(1) 数据采集与控制模块该模块根据终端节点的需求选择各种不同的传感器或控制装置, 由于CC2530内部带A/D转换的外设功能, 因此对于输出为模拟量的传感器可以直连该芯片. 对于窗帘控制节点, 其上需连接光照强度检测传感器和控制电机的继电器. 前者选择光敏电阻, 采用分压电路的接法, 利用光照强度不同时其阻值改变导致两端电压值改变的特性, 可实现光照等级的采集, 用于窗帘自动开闭的控制. 继电器的选择应考虑其驱动电压, 由于CC2530的供电电源典型值为3.3V, 因此选择输入兼容3.3V的继电器.温湿度采集节点选择奥松电子的AM2301数字温湿度传感器, 它内部包含一个电容式感湿元件和一个NTC测温元件, 并与一个高性能8位单片机相连, 采用单总线接口, 硬件电路上直连CC2530的P0.7端口, 可直接读出温湿度数据.有毒气体检测节点选择MQ-2气体传感器, 它的电导率随着空气中可燃气体浓度的增加而增大, 其输出的模拟电压值也随之变化. 本系统中将它的输出连接LM393电压比较器, 通过电位器改变比较参考电压值可进行气体报警灵敏度的调节.(2) 数据处理与无线通信模块本系统数据处理和无线通信功能分别使用CC2530内部的8051内核和射频收发器, CC2530为SOC片上系统, 具有很高的集成度, 所以其周边只需连接晶振和少量负载电容即可. 该模块连接了XTAL1和XTAL2两个晶振, 分别为32MHz和32.768KHz. 无线通信方面主要设计了天线电路, CC2530的射频输出为差分信号, 为了与天线的单端输出相连, 两者之间利用电感和电容设计了巴伦电路[3]. 在天线的选择上, 经过综合对比各种天线的性能, 选用SMA连接端子的鞭状天线. 数据处理和无线通信模块的电路原理图如图2所示.(3) 电源模块本系统主要应用于家庭内部, 各个终端节点均能得到较为稳定的供电, 因此在供电方面选择电源供电. 使用5V直流电压输入, 选用AMS1117-3.3 DC/DC稳压芯片完成5V转3.3V, 为系统各个模块供电.2.2 协调器节点硬件设计协调器节点与智能家居网关连接, 它把从各终端节点汇聚的传感器数据转发到网关, 同时向各终端节点分发网关下达的控制命令. 协调器节点上无需连接传感器, 它在数据处理与无线通信模块和电源模块的硬件电路设计上与终端节点相同. 由于协调器与智能家居网关之间的连接端口为UART串口, 而且两者串口数据的电平标准不同——协调器上为RS232 TTL电平标准, PC端为USB接口标准, 因此系统选用PL2303芯片设计了USB与RS232 TTL电平互相转换的电路. PL2303芯片内置USB功能控制器、USB收发器、振荡器和带有全部调制解调器控制信号的UART, 具有较高的集成度, 在其周边只需连接12MHz晶振与两只电容即可构建最小系统. 协调器节点的USB转RS232接口的电路原理图如图3所示.系统软件设计包括ZigBee无线传感器网络中各个节点的程序设计、智能家居网关的监控软件的设计和移动手机终端软件的设计.3.1 数据通信协议由于ZigBee网络通信涉及查询和控制命令, 需要传输多种不同的传感器数据, 因此需要先对数据通信的协议进行设计. 数据以字节为单位, 系统规定了协调器节点的查询和控制命令的数据帧格式, 并对终端节点的响应帧格式进行了定义, 如表1所示. 其中“地址”为2个字节的短地址, “功能码”在Modbus协议的基础上针对实际应用进行扩展, “数据段”根据命令功能的不同和传感器数据位数的需求进行调整, “校验码”为前述内容的异或值.“功能码”的详细定义如表2所示, 查询命令所对应的“数据段”长度为0, 控制命令所对应的“数据段”长度为1.3.2 终端节点程序设计终端节点的程序设计开发环境为IAR, 基于TI公司的Z-Stack 2007pro协议栈进行开发.终端节点在启动后先搜索协调器建立的网络并加入, 在传感器数据采集与上报的机制方面, 设计了两种模式, 一是定时采集自动上报; 二是只有接收到协调器发来的查询命令, 才唤醒节点采集并上报. 为了降低功耗, 系统设计以上两种形式当终端节点没有采集传感器数据时, 进入休眠状态[4]. 具体的程序工作流程如图4所示.3.3 协调器节点程序设计协调器在上电初始化后建立ZigBee网络, 收到终端节点的加入请求后, 允许其加入, 然后监听OSAL中串口接收事件或无线接收数据事件是否发生. 若收到智能家居网关通过串口发来的查询或控制命令, 则将其广播出去或单播给目标终端, 等待终端发回响应数据并通过串口发给网关, 然后再次进入监听状态. 若收到终端节点定时发来的传感器数据, 则直接通过串口发给网关, 最终也是再次进入监听状态. 具体的程序工作流程如图5所示.3.4 智能家居网关软件设计本系统中智能家居网关以PC机Windows操作系统作为运行环境, 使用C++语言, 在Visual Studio 2005和数据库开发环境下, 设计了监控管理软件. 智能家居网关和ZigBee协调器节点之间采用UART串口连接, 使用MSComm控件实现了两者之间的串口通信[5]. 软件使用可视化控件直观地展示了终端节点上各种传感器的工作状态, 记录了温湿度的变化曲线. 同时为了扩展系统的远程控制的功能, 使用VC++中的Socket编程实现了TCP服务器端, 提供给远程移动手机终端连接. 通过该监控管理软件, 用户可直观地掌握所有传感器节点的工作情况, 并可集中对各种电器进行控制. 该监控管理软件的界面如图6所示.3.5 移动手机终端软件设计移动手机终端选择Android系统作为运行平台. 终端软件的设计主要包括3个方面的内容: 一是与智能家居网关之间基于TCP/IP协议的socket通信; 二是各种传感器实时信息的更新与控制命令的传送; 三是人机界面的设计.Socket通信模块的程序设计使用了Android系统的进程间通信的机制 , 并加入了Service、Broadcast Receiver和Activity组件实现相关功能, 该模块的程序架构如图7所示.从上图中可以看到, 用户在UI界面中启动连接socket服务的请求, 然后连入智能家居网关的socket服务器. 连接建立以后, 启动一个新线程, 用于发送控制命令以及接收返回的传感器实时信息. 同时该进程将传感器实时信息以广播的形式发给UI 界面的Receiver进行刷新显示.人机界面的设计主要包括socket服务器连接界面和主功能界面的设计. 主功能界面实现ZigBee各终端节点的传感器信息的实时显示, 如: 温度、湿度、可燃气体泄漏和光照度等, 同时设计了针对家中电器控制的功能模块, 如: 照明灯、风扇等, 情景模式页面设计了离家模式和在家模式, 可根据需要统一对各种传感器和电器进行控制. 设计好的人机界面如图8所示.系统设计完成后, 为了验证方案的可行性, 对其进行了连接实现与测评. 取五个节点, 其中一个为协调器, 通过UART串口连接智能家居网关, 其余四个为终端, 分别连接温度、湿度、可燃气体检测等传感器和照明灯等家用电器.系统测试主要包括组网的速度与稳定性、传感器数据采集的准确性、数据传输的响应速度以及各个情境模式的工作情况. 经过测试, 所有节点上电后, 协调器组建ZigBee网络, 所有终端可正常入网, 整个过程在3秒完成并稳定长时间工作. 各终端节点的传感器数据采集准确, 温湿度传感器的误差控制在±0.5℃, 可燃气体检测传感器不存在误报现象. 当终端节点采集到的传感器数据发生变化时, 智能家居网关与移动手机终端上可以接近实时地刷新显示, 响应速度较高, 可以达到设计的要求. 在“离家模式”下, 断开所有电器的电源和关闭窗帘, 并保持光照、温湿度和可燃气体检测传感器的运行, 以提供报警功能; “在家模式”下, 关闭光照检测传感器, 由人工控制窗帘的开闭, 同时打开电器的电源便于控制.综上所述, 该系统中智能家居网关监控管理软件工作正常, 可以实时显示ZigBee网络中各节点的状态, 可集中对照明灯等设备进行控制, 并可提供移动手机终端连接实现远程控制, 达到了设计目标. 该系统发挥了ZigBee无线传感器网络组网简单、。
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技术的智能电子信息系统设计
基于ZigBee技术的智能电子信息系统设计摘要：传统的智能家居系统一般是有线的方式来组建的，如X-10，日本的家庭总线（HomeBus），欧洲标准安装总线(EIB)和BatiBus，美国Echelon公司的LonWorks，HP公司的IRDACONTRAL等。
其中X10是智能型家庭网络系统中被广泛采用的技术，主要是因为价格便宜及部分消费者可自行装设。
以上各种技术都分别对应于不同的应用场合，一些技术发展已经相对比较成熟，但普遍还存在以下缺点：（1）基于有线方案，布线麻烦，增减设备需要重新布线，而且影响美观；（2）标准不统一，智能家居内部设备的通信和控制没有一个国际上统一的通信接口标准，家居设备在家庭内部的编码方式随便混乱；（3）对PC的依赖，传统的智能家居系统中的家电需要依靠家庭内部PC，否则家庭内部的管理就无法进行，无论是升级和维护都不方便。
关键词：人工智能技术；ZigBee技术；电子信息系统；智能系统；通信引言面对日渐加快的生活节奏和压力，越来越多的人追求智能化生活模式。
以此为背景出现了部分智能电子信息系统，如智能家居系统和智能停车场系统等。
本文以智能家居系统为例，结合ZigBee技术，实现了智能电子信息系统的设计。
从该系统的总体架构上来看，ZigBee技术和系统的有效结合，能够促进智能家居系统的性能和节能效果得到有效提升。
进而如何有效将ZigBee技术和智能家居系统两者进行结合，成为当前技术人员所需要解决的问题。
1人工智能及ZigBee技术概述ZigBee组网技术ZigBee无线通信技术以IEEE802.15.4协议栈为标准，使用频段为2.4GHz，数据传输速率约250Kbps，有效组网距离为100~2000米，且支持点对点、星型、链状以及网状等多种组网形式，它具有成本低、功耗低、多节点和网络性能稳定等特征。
ZigBee无线通信网络组建包含的主要设备有路由器，协调器和多个终端设备，建网过程可分为，一是以协调器为中心建立无线通信网络，二是节点申请加入控制网络进行通信。
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ZigBee无线技术的智能家居管理系统设计
２１年 ｌ ０１ ２月
第ｌ ２期
计 算 机 技 术 与 发 展
ＣＯＭＰ ＵＴＥ ＴＥ Ｒ ＣＨＮＯＬ ＯＧＹ ＡＮＤ ＤＥ ＬＯＰ ＶＥ ＭＥⅣ Ｔ
Ｖ０ ． ｌ Ｎｏ １ １２ ．２ Ｄ ｅ ２ １ ｅ． ０１
基 于 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ无 线 技 术 的 智 能 家居 管 理 系统设 计
中 图分类 号 ：Ｕ ５ Ｔ ８５ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： ７ — ２Ｘ（０ １ １ —２０ ０ １ ３ ６９ ２ １ ）２ ０５ —４ ６
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｎ ｅｌ ｅ ｔＨｏ ｅ Ｃｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｓ ｄ ｓｇ ｆＩ ｔ ｌ ｇ ｎ ｍ ｎ ｒ ｌＳ ｓｅ Ｂａ ｅ ｉ
在 Ａ Ｍ 处理器上构建嵌入式 ｗｅ 服务器。家庭局域网采用 Ｚｇ ｅ 无线组网技术组建 ， Ｒ ９ ｂ ｉ ｅ Ｂ 使其具有成本低、 功耗低 、 覆盖范
围大 的特点 。研究 结果 表 明 ， 统能够 实现 信息家 电智 能控 制 、 防报警 、 表抄 送 、 该系 安 三 远程 监 控等 功 能 ， 有一 定 的实 用 具 性 和 推广价 值 。 关键 词 ： 能家居 ；ｉ ｅ ； 局域 网 ； 程监 控 ； Ｒ 智 Ｚｇ ｅ家庭 Ｂ 远 ＡＭ
ｏ ｇ ｅ Ｗ ｉｅｅ ｓ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｎ ＺｉＢｅ ｒ ｌｓ ｃ ｎｏｏ ｙ
Ｌ Ｕ Ｌ－ｉ ， ＨＡ ｕｎ － ｎ Ｉ ｉｊ ｎ Ｚ ＮＧ Ｇ ａ ｇ ｍｉｇ ａ
（ ｃ ｏｌ ｆＡ ｔｍａ ｏ Ｓｈ ｏ ｕｏ ｔ ｎ＆Ｅｅｔｃｌ ｎ ｉ ｅｉｇ Ｎ ｎｉｇＵ ｉｅｓｙｏ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｎ ｎｉ １０ ９ ｈｎ ） ｏ ｉ ｌｃ ｉ ｇｎ ｒ ， ａｊ ｎｖｒｉ ｆ ｃｎ ｌ ， ａｊ ｇ２ ０ ０ ，Ｃ ｉａ ｒａ Ｅ ｅ ｎ ｎ ｔ Ｔ ｇ ｎ
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。
基于ZigBee协议智能家居监测系统的设计
动化结合局域网技术ຫໍສະໝຸດ ， 将整个家居 智能化成为研 究人 员新 的研 究方 向和思路。设计 了一套 以 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ协议为软件 基
础， Ｃ Ｃ ２ ５ ３ ０为硬 件平 台的智能家居监控 系统 ， 该 系统 能够在家居环境 下 ， 进行温度 、 湿度、 光照、 煤 气、 人体等数 据的
采集和汇总 ， 并能通过 Ｒ Ｓ ２ ３ ２串口上传 至 Ｐ Ｃ机上进行 图形化的显示。根据 实际测试 ， 该 系统能够完成家庭 中相关
ｆ Ｘ ｆ ｌ 网 络 与 多 媒 体
＠ ⑥ 国响 卸 彻 凹呛６ 阿 Ｄ ＠ ６ 囿
魄甓
基于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 协议智能家居监测系统的设计 ・ 系 统 设 计・
温厚明 ， 林 孝康
（ 清华 大学
深圳研 究生院， 广东 深圳 ５ １ ８ ０ ５ ５ ）
【 摘
要】 科技 的进步 改变着人们的生活， 电子技术的发 展使 得越来越 多的家 电设备现 实 了自动化。单个家 电的 自
（ Ｇ ｒ ａ ｄ ｕ ａ ｔ ｅ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ａ ｔ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ ， Ｔ ｓ ｉ ｎ ｇ ｈ ｕ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ ５ １ ８ ０ ５ ５ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｍｏ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｍｏ ｒ ｅ ｈ ｏ ｕ ｓ ｅ ｈ ｏ ｌ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ａ ｎ ｃ ｅ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｒ ｃ ｌ ａ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ａ ｎ ｃ ｅ ｓ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｗ ｉ ｈ ｔ Ｌ～ Ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ・ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ，ｔ ｇ ｈ ｅ ｗ ｈ ｏ ｌ ｅ ｈ ｏ ｕ ｓ ｅ ｈ ｏ ｌ ｄ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｒ ｓ ’ｎ ｅ ｗ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｉ ｎ ｋ ｉ ｎ ｇ ． Ａ ｓ ｅ ｔ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｈ ｏ ｕ ｓ ｅ — ｈ ｏ ｌ ｄ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉｎ ｒ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ａ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ＣＣ ２ ５ ３ ０ ａ ｓ ｈ ａ ｒ ｄ ｗ ａ ｒ ｅ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ，ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ｌｉ ａ ｚ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｍｍａ ｒ ｙ ｏ ｆ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ，ｈ ｕ ｍｉ ｄ ｉ ｔ ｙ ，ｉ ｌ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｇ ａ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｈ ｕ ｍａ ｎ ｂ ｏ ｄ ｙ ｉ ｎ ｈ ｏ ｕ ｓ ｅ ｈ ｏ ｌ ｄ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ — ｍｅ ｎ ｔ ， ｎｄ ａ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ｌｉ ａ ｚ ｅ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｉ ｃ ｌ ａ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ｈｒ ｔ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ＲＳ ２ ３ ２ ｓ ｅ ｒ ｉ ｌ ａ ｐ ｏ ｒ ｔ ｕ ｐ ｌ ｏ ａ ｄ ｅ ｄ ｔ ｏ Ｐ Ｃ． Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｔ ｅ ｓ ｔ ，ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｙ ｓ － ｔ ｅ ｍ Ｃ ｎ ａ ａ ｃ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｉ ｓ ｈ ｈｅ ｔ ｆ ａ ｍｉ ｌ ｙ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｄ ａ ｔ ａ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｏ ｒ ｋ ．
基于ZigBee无线网络通信的智能家居系统
居 网络 ， １ － ｌ Ｏ Ｏ ｍ 的传 输距 离能 够满足 普通 家 庭 的需要 ， ２ ０ － ２ ５ ０ Ｋ ｂ ｐ ｓ的带 宽 满 足 安 防 、温 湿 度 等 家 居 相 关 信 息 容 量 的 需 要 。其 低 功 耗 的优 点 ， 能 够使 用两 节 普 通 ５号 电 池 正 常 工 作 ６ ～
１ 家 庭 组 网技 术 家 庭 网 络 可 以划 分 为 外 部 网 、 网关 和 内部 网三 个 部 分 。 外 部 网可 以是 局 域 网 、 有线电视网、 电话 网 和 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 等 网 络 Ⅲ， 目前 大 多 数 采 用 比较 成 熟 的组 网技 术 。 内部 网 主 要 用 于 连 接 家 庭 内
近年 来 ， 随 着 网络 技 术 和 通 信 技 术 的迅 速 发 展 ， 人 们 不 仅 对 家 居 的 自动化 和信 息 化 程 度 要 求 越来 越 高 ，而 且对 家用 设 备 控 制 的灵 活 性 以及 对 外 部 信 息 获 取 的 方 便 性 提 出 了 更 高 的要 求 。 这 就 需 要 建 立 完善 的智 能 家 居 网 络 系 统 ， 并构建智能化小 区， 从
建 立 一 个 无 线 网 络 的前 提 和 基 础 是 选 择 一 个 合 理 的 网络 拓 扑， 网络 拓 扑 的结 构 可 以决 定 网络 的 成本 、 速度 、 特 点 和 实 现 的功 能 。 目前 广泛 采 用 的 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ内部 网络 主要 包 括 ： 星形（ ｓ ｌ ａ ｒ ） 、 树 形（ Ｃｌ ｕ ｓ ｔ ｅ ｒ — Ｔ ｒ ｅ ｅ ） 、 网状 形 （ Ｍｅ ｓ ｈ ） 等 结构 。如 图 １ 所示。
２ ４个 月 ， 并且 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ协 议 结 构 简 单 ， 可以使用免 费的 ２ ． ４ ＧＨ ｚ 频段 ， 低成 本 有 助 于 智 能 家居 的普 及 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于ZigBee的智能家居系统设计方案2012年05月17日阅读数：1085次智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
基于智能家居的最新定义，参考ZigBee技术的特点，设计出的本系统，在包含了智能家居必备系统（智能家居（中央）控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统）的基础上，加入了家居布线系统、家庭网络系统、背景音乐系统和家庭环境控制系统。
在智能家居的认定上，只有完整地安装了所有的必备系统，并且至少选装了一种及以上的可选系统的家居系统才能称为智能家居。
因此，本系统可以称为是智能家居。
1．系统设计方案该系统设计由家庭内被控制设备和远程控制设备组成。
其中家庭内被控制设备主要有能访问Internet的计算机、控制中心、监控节点和选择添加的家用电器控制器。
远程控制设备主要由远程计算机和手机组成。
系统组成如图1所示。
系统的主要功能有：1）网页前台页面的浏览，后台信息管理；2）通过Internet和手机两种远程控制方式实现室内家用电器、安防和灯光的开关控制；3）通过RFID模块实现用户识别，从而完成室内安防状态的开关，在盗贼入侵时通过短信息（SMS）向用户报警；4）通过中央控制管理系统软件完成室内灯光及家电的本地控制和状态显示；5）利用数据库完成个人信息存储和室内设备状态存储，通过中央控制管理系统方便用户查询室内设备状态。
2．系统硬件设计系统硬件设计包括控制中心、监控节点和选择添加的家用电器控制器（这里以电风扇控制器为例）的设计。
2．1控制中心控制中心主要功能有：1）组建无线ZigBee网络，把所有监控节点加入网络中，并实现新设备的接收；2）用户身份识别，用户在离家或归来时通过用户卡实现室内安防的开关；3）当有盗贼入侵室内时，通过向用户发送短信息报警。
用户也可通过短信息控制室内安防、灯光及家电；4）系统单机运行时，液晶显示当前系统状态，方便用户查看；5）存储电器设备状态并发送至PC机，以实现系统联机。
根据控制中心的功能设计出它的组成框图如图2所示。
选用TI公司的CC2430单片机作为ZigBee模块的控制器，它是一款高性能、低功耗的805l内核的单片机。
也是一款符合IEEE802.15.4规范的2.4GHz的射频器件，硬件支持载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CA），2.0～3.6V的工作电压有利于实现系统低功耗。
通过连接在控制中心的ZigBee协调器模块，在室内建立无线星形ZigBee网络。
并将所有监控节点、选择添加的家用电器控制器作为该网络中的终端节点加入网络中，从而实现室内安防及家电的无线ZigBee网络控制。
控制中心MCU采用8位单片机ATMegal28，该器件是一款高性能、低功耗的RISC结构的单片机，大多数指令可在1个时钟周期内完成，最高工作于16MHz，具有128K的系统内可编程Flash，4K字节的EEPROM和2个串行接口。
它与GSM模块、RFID模块、液晶模块、ZigBee协调器和PC机相连，是整套硬件系统的核心，完成对中央控制管理系统的响应和对各模块的驱动。
GSM模块采用TC35i模块。
它通过串行UART接口直接与控制中心MCU相连。
RFID模块采用ZLG500模块，其内部集成了MFRC500型ISO14443A读卡器，能够读写RC500内的EEPROM。
由于ZLG500并不是采用标准SPI接口规范，故只能与单片机的通用I/O接口相连才能实现通信。
液晶模块选用1602液晶，采用4线接口与控制中心MCU的通用I/O接口相连。
ZigBee 协调器与控制中心MCU采用2线接口即可实现两者间的数据双向传输。
控制中心MCU与计算机RS232串口相连，传输数据稳定、可靠，实时性好。
2．2监控节点监控节点的功能有：1）人体信号的检测，当盗贼入侵时进行声光报警；2）灯光的控制，其控制方式分为自动控制和手动控制，自动控制是根据室内光线的强弱自动打开/关闭灯光，手动控制是通过中央控制管理系统实现灯光控制：3）将报警信息及其他信息发送至控制中心，并接收来自控制中心的控制指令以完成设备控制。
从监控节点的功能出发，监控节点组成如图3所示。
红外加微波的探测模式是目前在人体信号检测时最常用的方式。
热释电红外探头这里选用RE200B，放大器件采用BISS0001。
RE200B由3～10V电压供电，内置热释电双敏感红外元件，当元件接收红外光时在每个元件两极发生光电效应而积累电荷。
BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。
它与RE200B及少量元件就可构成被动式热释电红外开关。
微波传感器选用ANT-G100模块，中心频率是10GHz，建立时间最大值是6μs。
与热释电红外模块复合使用，可有效降低目标探测错误率。
灯光控制模块主要由光敏电阻和灯光控制继电器组成。
将光敏电阻与10kΩ的可调电阻串联，再将光敏电阻另一端接地，可调电阻另一端接高电平。
通过单片机的模数转换器获取两个电阻连接点的电压值，从而判定当前灯光是否打开。
可调电阻可供用户调节，以满足用户设置灯光刚刚打开时的光线强度。
室内灯光的开关通过继电器控制。
只需一个输入输出口即可实现。
2．3选择添加的家用电器控制器选择添加的家用电器的控制主要根据设备功能实现设备控制，这里以电风扇为例。
电风扇控制就是控制中心将上位机下达的电风扇控制指令通过ZigBee网络发送至电风扇控制器实现，不同的家电识别码是不同的，例如，本协议规定电风扇的识别码是122，家用彩电的识别码是123，这样就实现控制中心对不同家电的识别。
而对于相同的指令代码，不同家电执行的功能是不一样的。
图4为选择添加的家用电器组成。
【来源：互联网】下面是诗情画意的句子欣赏，不需要的朋友可以编辑删除！！谢谢！！！！！1. 染火枫林，琼壶歌月，长歌倚楼。
岁岁年年，花前月下，一尊芳酒。
水落红莲，唯闻玉磬，但此情依旧。
2. 玉竹曾记凤凰游，人不见，水空流。
3. 他微笑着，在岁月的流失中毁掉自己。
4. 还能不动声色饮茶，踏碎这一场，盛世烟花。
5. 红尘嚣浮华一世转瞬空。
6. 我不是我你转身一走苏州里的不是我。
7. 几段唏嘘几世悲欢可笑我命由我不由天。
8. 经流年梦回曲水边看烟花绽出月圆。
9. 人生在世，恍若白驹过膝，忽然而已。
然，我长活一世，却能记住你说的每一话。
10. 雾散，梦醒，我终于看见真实，那是千帆过尽的沉寂。
11. 纸张有些破旧，有些模糊。
可每一笔勾勒，每一抹痕迹，似乎都记载着跨越千年万载的思念。
12. 生生的两端，我们彼此站成了岸。
13. 缘聚缘散缘如水，背负万丈尘寰，只为一句，等待下一次相逢。
14. 握住苍老，禁锢了时空，一下子到了地老天荒15. 人永远看不破的镜花水月，不过我指间烟云世间千年,如我一瞬。
16. 相逢一醉是前缘，风雨散，飘然何处。
17. 虚幻大千两茫茫，一邂逅，终难忘。
相逢主人留一笑，不相识，又何妨。
18. 天下风云出我辈,一入江湖岁月催;皇图霸业谈笑间,不胜人生一场醉。
19. 得即高歌失即休，多愁多恨亦悠悠，今朝有酒今朝醉，明日愁来明日愁。
20. 直道相思了无益，未妨惆怅是清狂。
21. 看那天地日月，恒静无言;青山长河，世代绵延;就像在我心中，你从未离去，也从未改变。
22. 就这样吧，从此山水不相逢。
23. 人天自两空，何相忘，何笑何惊人。
24. 既不回头,何必不忘。
既然无缘,何须誓言。
今日种种,似水无痕。
明夕何夕,君已陌路。
25. 有缘相遇,无缘相聚,天涯海角,但愿相忆。
有幸相知,无幸相守,苍海明月,天长地久。
26. 相见得恨晚，相爱的太慢，进退让我两难。
缘过了远分，缘过了聚散，是否回头就能够上岸27. 天凉了,凉尽了天荒地老了,人间的沧桑，爱哭了,这么难舍心都空了,想放不能放。
天亮了,照亮了泪光泪干了,枕边地彷徨28. 心微动奈何情己远.物也非,人也非,事事非,往日不可追29. 渺渺时空,茫茫人海,与君相遇,莫失莫忘。
30. 如果换我先开口，日子是否还一样细水长流31. 也许是前世的姻也许是来生的缘错在今生相见徒增一段无果的恩怨32. 人道海水深，不抵相思半。
海水尚有涯，相思渺无畔。
33. 醉眼看别人成双作对，34. 无人处暗弹相思泪。
35. 终于为那一身江南烟雨覆了天下，容华谢后，不过一场，山河永寂。
36. 千秋功名，一世葬你，玲珑社稷，可笑却无君王命。
37. 凤凰台上凤凰游，负约而去，一夜苦等，从此江南江北，万里哀哭。
38. 嗟叹红颜泪、英雄殁，人世苦多。
山河永寂、怎堪欢颜。
39. 风华是一指流砂，苍老是一段年华。
40. 夜雨染成天水碧。
有些人不需要姿态，也能成就一场惊鸿。
41. 你要记得，紫檀未灭，我亦未去。
42. 谁在岁月里长长叹息。
43. 汉霄苍茫，牵住繁华哀伤，弯眉间，命中注定，成为过往。
44. 红尘初妆，山河无疆。
最初的面庞，碾碎梦魇无常，命格无双。
45. 江南风骨，天水成碧，天教心愿与身违。
46. 山河拱手，为君一笑。
47. 如是颠簸生世亦无悔。
48. 荏苒岁月覆盖的过往，白驹过隙，匆匆的铸成一抹哀伤。
49. 那被岁月覆盖的花开，一切白驹过隙成为空白。
50. 褪尽风华，我依然在彼岸守护你。
51. 那些繁华哀伤终成过往，52. 请不要失望，平凡是为了最美的荡气回肠。
53. 你的路途，从此不见我的苍老。
54. 长歌当哭，为那些无法兑现的诺言，为生命中最深的爱恋，终散作云烟。
55. 随你走在天际，看繁花满地。
56. 我自是年少，韶华倾负。
57. 你要记得，那年那月，垂柳紫陌洛城东。
58. 苍茫大地一剑尽挽破，何处繁华笙歌落。
59. 寄君一曲，不问曲终人聚散。
60. 谁将烟焚散，散了纵横的牵绊;听弦断，断那三千痴缠。
61. 清风湿润，茶烟轻扬。
重温旧梦，故人已去。
1. 水滴虽小，却可以折射出太阳的光彩。
2. 梦落三千尺愁深似海，繁华遗落散满地。
记忆轮回里，我举杯，在奈何桥上满口饮尽。
3. 人生没有轮回，就像花，人活一世，花开一季、人生如花，花似梦。
4. 生活的苦涩和美好给了我对人生的领悟，如今，千山万水走遍，我发现自己再也不愿离开文学的蓝天，再也不愿离开那个让我痴迷的文学舞台。
5. 在烟雨红尘中，轻拾季节花瓣飘落的音符，组成美妙曲符，然后，倚在时光的路口，撷一缕明媚，许自己一份唯美的怀想，与快乐、浪漫相约，闲淡清欢。
6. 未经历坎坷泥泞的艰难，哪能知道阳光大道的可贵;未经历风雪交加的黑夜，哪能体会风和日丽的可爱;未经历挫折和磨难的考验，怎能体会到胜利和成功的喜悦。