基于zigbee 技术的智能家居系统概要设计

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1、基于ZigBee技术的智能家居系统概要设计文/卢建伟1　崔璨2根据智能家居的定义，利用便携移动终端和无线X络控制方式，将CC2530构成的无线ZigBee模块、TMS320LF2407A芯片、身份识别技术和移动3G模块组成中央系统控制中心，通过移动终端、无线ZigBeeX络、3GX络对智能家居各子系统进行控制，该系统可以自由添加设设备，根据要求设置场景，形成设备联动，为用户提供灵活、方便、智能的生活空间。摘要【关键词】智能家居ZigBeeCC25303G通俗地讲，智能家居是融合了自动化技术、计算机X络技术和X络通讯技术

2、的集成，是一种智能化、X络化的家居控制系统。本文是参考ZigBee技术的特点，结合成熟的3G/4G移动通信技术，设计出的智能家居系统，本系统除了基本的手动控制功能外，还可以通过组建ZigBee无线X络，使用无线遥控器、便携移动终端设备、或因特X来控制管理家居设备，使得生活更加方便、舒适。基于智能家居的系统定义，设计了如下系统：1系统方案概要设计本系统由便携移动终端、中央控制器、智能家居各子系统（如智能窗帘控制、智能家电控制、智能安防控制、智能灯光控制等）和通用系统设备组成。其中便携移动终端是基于IOS/Android系

3、统的或平板电脑，中央控制器是智能家居系统的核心，对各子系统的设备进行添加删除等各项管理，各子系统是具体的应用操作层，系统通用设备使子系统设备的工作范围更广，具体的系统框图如图1。系统的主要功能有：（1）通过中央控制系统软件进行系统管理，对各子系统进行添加、设置等管理。（2）通过监控设备或便携移动终端获得视频图像、监控信息并进行相应管理，并可在盗贼分入侵时通过短信息SMS向用户报警。（3）通过中央控制管理软件完成室内灯光及家电的本地控制和状态显示，如家用电器、灯光和音响的控制。2系统硬件设计系统硬件设计包括中央控制系统、

4、各监控子系统和通用系统设备的设计。2.1中央控制系统中央控制控制主要功能有：（1）组建无线ZigBeeX络，做为ZigBeeX络的核心，按要求添加其他节点；并实现新设备的数据接收与控制。（2）扮演智能X关的角色，便于移动终端设备通过Inter进行远程访问和控制。（3）自带成熟的3G模块，可随时观察视频图像，传输速率高，永远在线，可以实时传输数据。（4）当有盗贼入侵室内时，接收相应的传感器报警信息发送短信信息报警。（5）系统单机运行时，中央控制器液晶显示当前系统运行状态，方便用户查看，并设置相应的功能键，便于手动进行相应

5、的系统设置。ZigBee模块选用TI公司的CC2530芯片做为核心控制器，并组建相应的ZigBee协议栈。CC2530是标准的增强型8051CPU，具有良好的RF收发性能，支持支持载波监听多路访问/冲突检测，运行模式切换短，适用系统超低功耗要求。通过中央控制系统的ZigBee协议栈，在室内组建无线星型ZigBeeX络，并将所有子系统设备添加到中央控制系统中，进而实现整体的无线ZigBeeX络控制。中央控制系统MCU选择具有DSP功能的TMS320LF2407A,主频40M,供电电压为3．3V，指令周期可缩短到25ns，

6、提高了处理器的实时控制能力，使用芯片扩展的64K字节SRAM用作图像的缓存。与3G模块、液晶模块、ZigBee控制器和G3732模块，MG3732支持A/HSDPA/GSM/GPRS/EDGE制式，通过UART接口直接与微处理器MCU相连。液晶模块选用1602液晶、与中央控制系统MCU的通用I/O接口相连，ZigBee模块与MCU采用2线接口即可实现两者间的数据双向传输。通过MCU的LAN端口接口接入Inter，便于进行实时数据传输，系统可靠、安全。2.2各子系统设计智能家居各子系统：如智能窗帘控制器、智能家电控制器、

7、智能安防、智能影音娱乐系统、智能灯光控制等子系统。主要功能为：（1）通过无线X络或触摸控制开关控制窗帘的开启和关闭。（2）远程控制家电设备的开启，如下班前通过移动终端打开空调、热水器等操作。（3）通过电子门禁和IC卡、红外微波设备构成安防系统，有非法入侵时进行声光报警。（4）可根据室内环境和温度，系统选择相应的背景音乐。（5）通过灯光控制实现调光调色，并可结合窗帘控制器实现场景联动。在在这里我们以智能灯光控制和窗帘控制器为例。中央控制系统将上位机下达控制指令通过ZigBeeX络发送至各子系统控制器实现，不同的子系统控制

8、的识别码是不同的，子系统通过识别码来确认是否响应中央控制器的指令。在这里，窗帘控制器采用钢化玻璃触摸开关和ZigBee控制无线控制相结合的方式，即可手动操作，也可无线控制。系统采用市电供电，通过开关电源降压到12伏，整流后采用LDOHT7550将12V电压稳压到5V给整个电路供电。触摸芯片采用国产的ADPT008,有8个独立的电容