基于ZigBee的智能窗控制系统设计

中 图分 类 号 ：ＴＮ９１５
文 献 标 识 码 ：Ａ
文章 编 号 ：１６７４—６２３６（２０１３）２４—０１６３—０３
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｍ ａｒｔ ｗｉｎｄｏｗቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＺｉｇＢｅｅ
ＺＨＡＯ Ｓｈｉ—ｌｅｉ，ＺＨＡＮＧ Ｘｕ，ＬＩ Ｊｉｎ—ｇａｎｇ
摘 要 ：为 了达 到 窗体 智 能 监 控 及 远 程 控 制 的 目的 ，设 计 引入 了 ＺｉｇＢｅｅ无 线 通 讯 网络 作 为 家庭 的 内部 网络 ，并 将 多种
传 感 器和 窗体 控 制 器 连 接 到 ＺｉｇＢｅｅ网络 中 。通 过 ＧＳＭ 模 块 、ＺｉｇＢｅｅ模 块 实现 对 窗 体 的 手 机 远 程 控 制 、入 侵 报 警 、风
（Ｈａｒｂｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５００３６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｍｏｎｉｔｏｒ ｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｍｏｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｏ ｔｈｅ ｗｉｎｄｏｗｓ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｉｇｎｓ ｔｏ ｉｎ￣ｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ＺｉｇＢｅｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋｓ ａｓ ｔｈｅ ｆａｍｉｌｙ＂ｓ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ．Ａ ｖａｒｉｅｔｖ ｏｆ ｓｅｎｓｏｒｓ． ｗｉｎｄｏｗｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ＧＳＭ ｍｏｄｕｌｅ ａｒｅ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ＺｉｇＢｅｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅ ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｂｅｃｏｍｅ ａ ｓｍａｒｔ ｗｉｎｄｏｗｓ ｃｏｎｔｍ１ ｓｙｓｔｅｍ．Ａｎｄ ｉｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｍ ａｎｙ ｍ ｅｔｈｏｄｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｍ ｏｂｉｌｅ ｒｅｍｏｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ， ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ ａｌａｒｍ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｒａｉｎ ａｌａｒｍ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｓｍｏｋｅ ａｌａｒｍ ｃｏｎｔｒｏ１．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｓ ｇｉｖｅｎ，ａｎｄ ｈｏｗ ｔｏ ｓｅｌｅｃｔ ｔｈｅ ｓｅｎｓｏｒｓ ａｎｄ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｍ ｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｉｓ ｇｉｖｅｎ．Ａｔ ｌａｓｔ，ｔｈｅ ｅｘｐｅｒ ｉｍ ｅｎｔｓ ｓｈｏｗ ｔ ｈ ｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｈｏｍ ｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ． Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｍａｒｔ ｗｉｎｄｏｗ；ＺｉｇＢｅｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ＧＳＭ ｍｏｄｕｌｅ；ＭＧ９Ｓ０８ＧＢ６０
系 统 的 研 究 ，使 窗 户 具 有 一 定 的 智 能 性 ，如 下 雨 则 自动 关 窗 、 测 外 部 环 境 变 化 来 控 制 窗 户 的 开 关 ：在 窗 户 开 启 或 关 闭 时 ，
室 内有 害 气 体 超 标 则 自动 开 窗 、有 盗 贼 入 内 则 自动 报 警 等 ， ＧＳＭ 模 块 将 当 前 窗 户 的 状 态 以及 开 启 或 关 闭 的原 因 以手 机
种 智 能 窗 的 功 能 已 略 显 单 薄 ，本 文 研 究 的智 能 窗 控 制 系 统 基 内通 过 室 内 遥 控 器 实 现 对 窗户 的 开 关 的 进 行 控 制 ，系 统 的结
于 ＺｉｇＢｅｅ无 线 网 络 技 术 ．是 智 能 家 居 系 统 中 的 一个 子 模 块 ． 构 如 图 １所 示 。
随 着 我 国 经 济 的 飞 速 发 展 ．人 民物 质 生 活 水 平 不 断 提
高 ，智 能 控 制 系 统 已 经 成 为 了我 们 生 活 不 可 分 割 的 一 部 分 ， １ 系统 硬 件 设 计
人 们 不 仅 需 要 居 住 环 境 舒 适 、温 馨 ，还 要 求 其 智 能 、安 全 。 可 １．１ 系 统 结 构
以 说 ，智 能 型 的家 庭 安 全 系 统［ －２１已经 开 始 逐 渐 地 深 入 到 我 们
智 能 窗 系统 主要 由中 心 控 制 模 块 、传 感 器模 块 、ＧＳＭ 模
生 活 的 方 方 面 面 。早 在 ２１世 纪 初 ．国 内 就有 关 于 智 能 窗 控 制 块 、窗 户 控 制 模 块 组 成 ：所 设 计 系 统 自身 能 够 通 过 传 感 器 检
第 ２１卷 第 ２４期
Ｖｏ１．２１ Ｎｏ．２４
电子设 计工 程
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
２０１３年 １２月
Ｄｅｃ．２０１３
基于 ＺｉｇＢｅｅ的智能 窗控制 系统设计
赵 石 磊 ，张 旭 ，李金 刚
（哈 尔 滨理 工 大 学 黑龙 江 哈 尔 滨 １５００３６）
人 们 还 可 以通 过 控 制 键 盘 来 直 接 控 制 窗 户 的 开 关 ．给 人 们 的 短 信 的方 式 反 馈 给 户 主 ：户 主 经 判 断 后 可 以发 送 手 机 短 信 指
生 活 带 来 了诸 多 方 便 。 然 而 随 着 电子 技 术 的 进 一 步 完 善 。这 令 控 制 窗 户 的 开 关 或 采 取 相 应 的 措 施 ：另 外 ，户 主 也 可 在 室
雨 报 警 以 及 烟 雾 报 警 等 多种 控 制 手 段 。给 出 了 系统 的软 硬 件 实现 ，并 对 传 感 器选 型 以及 各 个功 能 的 具 体 实现 进 行 了 详 细 的 说 明 。 实验 表 明 了该 系统 在 家庭 应 用 中 的 可行 性 。
关 键 词 ：智 能 窗 ；ＺｉｇＢｅｅ无 线 通 信 ；ＧＳＭ 模 块 ：ＭＧ９Ｓ０８ＧＢ６０