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1、首都师范大学学报(自然科学版)第30卷信息工程专辑JournalofCapitalNormalUniversityOct.,20092009年10月(NaturalScienceEdition)3基于Zigbee和GPRS的智能家居报警系统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
2、注的方面.该系统就是在这种背景下应运而生的.它借助Zigbee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GPRS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:Zigbee,智能家居,ARM,GPRS,红外探测,温度报警.中图分类号:TP3930前言家居智能化技术起源于美国,最具代表性的是X210技术,通过X210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
3、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.图1总体架构其中,DS18B20智能温度探测系统,红外
4、热释报入式开发平台相连接.在ARM嵌入式开发平台上运警系统通过Zigbee无线通信模块和中心的ARM嵌行有嵌入式的Web服务器,用户可以通过网页查看收稿日期:2009210208自己家中一些设备的状态.当家中温度过高或过低32008年北京市大学生创新性实验计划项目资助.时,或者红外探测到有人从门窗进入时,传感器会将58©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net信息工程专辑肖戊辰等:基于Zigbee和G
5、PRS的智能家居报警系统信号传给ARM嵌入式开发平台,再通过平台上的从原理上讲,任何发热体都会产生红外线,热释GPRS系统通过短信发送到用户的手机上.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2模块实现化导致电信号的产生.因此,传感器对人体的移动或211DS18B20智能温度探测模块运动敏感,对静止或移动很缓慢的人体不敏感;它可DS18B20智能温度探测系统的主要构成有C51以抗可见光和大部分红外线的干扰.单片机,DS18B20温度探测芯片,蜂鸣器,四位数码滤光窗,它是由一块薄玻璃片镀上多层滤光层
6、管等.工作流程是这样的,DS18B20温度探测芯片探薄膜而成的,滤光窗能有效地滤除710～14um波长测完温度后存储在两个字节中,C51单片机读取这以外的红外线.人体的正常体温为36～3715℃,即两个字节的数据后进行转换并在数码管上显示出309～31015K,其辐射的最强的红外线的波长为λm来,再将转换完成的温度与之前设定的温度上下限=2989P(309～31015)=9167～9164um,中心波长为进行比对,在超出范围时进行报警.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
7、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.213Zigbee无线通信模块Zigbee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图2传感器电路间的技术提案.它此前被称作“HomeRFLite”或“FireFly”无线技术,主要用于近距离无线连接.它有温度传感器DS18B20采用单线总线接口,从自己的无线电标准,在数千个微小的传感器之间相DS18B20读出信息或写入信息仅需要一根口线,温互协调实现通信.这些传感器只需要很低的功耗,以度变换功率来源于数据总
8、线,总线本身也可以向所接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到挂接的DS18B20供电,而且无需额外电源.这样就另一个传感器,因此它们的通信效率非常高.最后,使
