基于zigbee无线网络智能家居控制系统实现

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1、基于Zigbee无线网络智能家居控制系统实现【摘要】本文主要介绍了一个基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计，该系统包括灯光和家电控制，各种报警和视频监控等功能以及远程网络控制功能。【关键词】Zigbee；CC2530；智能家居0.引言近年来，物联网成为全球关注的热点领域，我国在制定“十二五”规划时更是将物联网纳入“十二五”专题规划。智能家居属于物联网的一个重要分支，基于物联网的智能家居表现为利用信息传感设备将家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，并与互联网连接起来，进行监控、管理信息交换和通讯，实现家居智能化。本

2、文介绍了基于802.15.4的Zigbee无线网络协议的智能家居控制系统的实现。1•系统总体设计本智能无线家居控制系统主要由网站、PC软件、Zigbee网络协调器、Zigbee控制与采集节点四个部分组成（如图1所示）。该系统主要实现本地和网络对家庭电器的控制，以及模拟场景的智能控制。图1系统总体框图网站为用户提供一个远程控制家电的系统，用户通过远程访问家庭的嵌入式服务器来获得当前家庭的情况并向设备发送控制指令。PC软件是系统的灵魂，软件编写的好坏直接影响系统的性能。PC软件的功能是给用户提供操作界面，将通过网络或本地的控制

3、指令用户的指令通过串口传送给Zigbee协调器,并且存放Zigbee协调器传送的各个节点的状态信息，并显示报警信息，其中数据库是网络与本地控制数据交换中心。Zigbee协调器是信息的交换中心。Zigbee协调器的功能是接收PC传送的指令并通过无线的方式发送给Zigbee控制采集节点和接收由Zigbee控制采集节点发送的信息并且向上位机（PC）发送。Zigbee控制与采集节点是家居控制的执行机构，它可以接受无线控制指令并执行。控制节点主要用于控制家庭的开关电器设备，如电灯、电扇以及具有红外控制器的设备，如电视，空调等。采集节

4、点主要用于实时监测家庭安全隐患，如煤气泄漏，火灾等。Zigbee控制与采集节点都具有向Zigbee协调器反馈当前状态的功能。系统通过相关Zigbee节点采集信息，并传送给Zigbee协调器，然后由协调器将信息传送给PC机，PC机将节点的信息存入数据库之后，实现报警和实时的状态显示，并通过PC操作人员的操作，将控制指令发送给Zigbee协调器，然后由Zigbee协调器将执行指令发送给Zigbee相关节点。通过节点的执行完成对家庭中照明、安防等的控制。同时系统还可以利用无线网络设备查询和控制无线摄像设备，对家庭进行监控。通过网

5、络访问智能家居控制系统网站，用户可以观察到家庭的基本情况，用户还可以使用网站的控制指令，向数据库写入控制指令，当PC软件检测到数据库的内容发生变化时，便向Zigbee协调器发送控制指令。2.单片机硬件设计图2电路板结构框图本系统的硬件部分主要由计算机PC、协调器与节点电路板、无线网络设备、传感器模块等部分组成，其中协调器与节点电路部分是本文的设计重点，其结构框图如图2所示。本系统才用TI公司的CC2530芯片作为协调器和节点的控制芯片，CC2530是一款无线单片机，工作在2.4GHZ的频段，采用802.15.4通信协议。Z

6、igbee协调器与节点在硬件电路设计上基本无区别，主要通过软件编程让其工作在协调器或节点模式。Zigbee协调器主要通过RS232串口接口于与PC机通信,MAX232芯片是用于串口通信的芯片。Zigbee节点主要提供控制（如灯光控制）和采集（如温度采集）接口。Zigbee协调器是底层通信系统的核心，主要是接收节点信息向PC机反馈以及接收PC机控制指令向节点转发。3.软件部分设计本系统主要有网站、上位机（PC）程序和下位机（协调器和节点）程序三个部分组成。网站主要用ASP.NET编程，用到了C#语言，Dreamweaver8

7、,Visualstudio2008等一些网络编程工具，数据库用Access数据库实现。上位机程序主要是在Visualstudio2008环境下完成的,采用VB语言编程，实现包括界面、控制和通信等功能。下位机主要是在IAREmbeddedWorkbench环境下完成的，采用C语言编写，实现包括控制和通信等功能，下位机采用的芯片是TI公司出的CC2530芯片，并且针对这块芯片TI公司有完整的Zigbee协议栈，本系统正是基于Z-Stack2007编写而成的，在原有的Z-Stack的基础上编写自己的应用程序来完成系统的功能。系统

8、上位机主程序界面如图3所示。图3系统上位机主程序界面网站文件部分程序（更新温度程序）如下：protectedvoidupdate（）{stringa=“0.00”；stringb二“0.00”；/*选择温湿度进行更新*/OleDbCormectionconn=newOleDbCormection(con