基于ZigBee的智能家居安全监控系统研究.pdf

《基于ZigBee的智能家居安全监控系统研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、研究与探索20093基于ZigBee的智能家居安全监控系统研究侯俊吴成东袁中甲周芸张云洲东北大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳，110004【摘　要】为实现对家庭安全的实时监控，设计了智能家居远程安全监控系统。系统基于ZigBee技术和GSM/GPRS网络进行设计，能够通过彩信和短信发出监控图像和报警信息，接收远程指令；同时引入了多种传感器，实现了对家用电器的远程控制，实现了智能家居远程监控。重点阐述了系统的硬件、软件设计以及系统的性能测试，实现了多个监控装置的无线联网。实验结果表明，所设计的系统能够实现安全

2、、便捷的智能家居远程监控，并具有较高的可用性和可靠性。【关键词】智能家居ZigBee无线通信视频监控一、前言本的双向无线通信技术，主要适用于自动控制和远程智能家居又称智能住宅，正朝着具备无线远程控[7]控制领域。IEEE802.15.4是ZigBee技术的基础，与高制、多媒体控制、高速数据传输等功能的方向发展，速率个人区域网、蓝牙或802.11x无线局域网相比，其关键技术为兼容性强的家庭控制器和满足信息传输[8]ZigBee协议更为简单实用。[1-3]需要的家庭网络。目前，传输网络多采用综合布线ZigBee

3、网络的拓扑结构主要有3种：星型、树状和[4]技术，限制了系统的应用场所，而且费用较高。采用网状网络。网状网络容错能力高、自适应力好、传输无线方式构建灵活便捷的智能家居安全监控系统，成距离长，但其复杂度也最高；星型网络具有简洁和低为当前的研究热点。功耗等特点，使用简单，适用于家庭的小规模、低复目前，应用于智能家居的无线通信技术主要包[9]杂度的应用；树状网络则介于两者之间。在智能家居[5]括：IrDA红外线技术、蓝牙技术和ZigBee技术等。中应用星型网络，可获得较高的性价比。IrDA属于短距离、点对点的半双

4、工通信方式，使用不2、系统构成便且失误率高，不适用于家庭的组网方式；蓝牙技术本系统采用模块化设计方案。以嵌入式系统主板则因为网络容量有限，成本较高，不适于节点较多的为核心，通过CMOS摄像头对关键部位进行安全监测，家居网络应用。通过手机传递安全信息和图像彩信，并对家用电器进本研究通过采用传输范围适中、安全可靠、网络行远程控制，利用ZigBee模块实现家用电器、系统主板[6]容量较大的ZigBee技术，设计智能家居远程安全监控和烟雾、温度、煤气等传感器的无线联网。系统主板系统。的核心控制器为S3C44B0X型

5、32位微控制器，对数据进二、系统架构行处理和判别，并通过彩信模块和ZigBee模块发出信息1、ZigBee网络拓扑选型和指令；扩展板用以接入烟雾、红外、煤气等家庭安ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低成防状态传感器；彩信模块将系统控制器所发出的家庭-10-20093研究与探索安防状态信息发送至用户手机，并接收用户发送的短5、系统硬件接口设计信指令；ZigBee模块负责系统主板、扩展板和家用电ZigBee模块通过RS232接口与系统主板通过串口进器之间的数据交联。系统结构如图1所示。行通信；ZigB

6、ee模块之间以无线网络的形式进行数据传输，其中与传感器相连的ZigBee模块利用其普通I/O端手机口作为传感器信号的接收端口；与家用电器相联的烟雾传感器GSM网络ZigBee模块通过继电器控制家用电器的开关运行。系统彩信模块硬件的接口设计与连接如图2所示。CMOS摄像头远程手机终端RS232S3C44BOXRS232GSM/GPRS网络扩展板处理器RS232彩信模块红外传感器CMOS摄像头ZigBee模块ZigBee模块图1基于ZigBee的智能家居安全监控系统三、系统硬件设计烟雾传感器等ZigBee模块1

7、、串口摄像机家用电器串口摄像机采用了优化的串行通讯协议，支持分图2系统硬件按口设计包传输，使主机可以配置更小的缓存，同时提供了串口摄像机和彩信模块使用RS232接口与TTL电平和RS232电平两种输出。通过串行通信实现与S3C44B0X处理器进行数据和指令的传输。主机之间的指令和数据的传输，主机可对其进行波特四、系统软件设计率、图像分辨率、发送方式等状态参数的设定。整个系统软件开发采用模块化设计方案，具体可2、彩信模块设计分为3个部分：ZigBee无线收发、彩信及短信收发和图彩信模块内置彩信协议，是集SMS

8、、MMS于一体像采集处理。的GSM/GPRS模块。它采用AT指令进行模块控制，通过1、ZigBee无线网络的应用RS232接口进行控制命令和数据的传输。其内部集成无线通信的软件设计主要包括：系统异常报警信600KB的Flash存储空间，可供发送MMS信息时实现图号的传输和接收、ARM处理器和ZigBee模块之间以及片的多张上传。各ZigBee模块之间的数据传输控制等，ZigBee无线通信3、系统控制器模块软件流程