智能家居无线控制网络的设计与实现.pdf

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1、智能家居无线控制网络的设计与实现李勇。等智能家居无线控制网络的设计与实现DesignandImplementationoftheWirelessControlNetworkforSmartHome李勇赵纠阳互平纠萄(重庆邮电大学工业物联网-b网络化控制教育点实部重验室，重庆400065)摘要：针对智能家居系统存在布线难、功耗大、后期装修费用高等问题，结合IEEE802．15．4e标准设计了一种无线自组织、终端自适应网络。同时，针对不同类型终端设备，设计了定时_夕h部中断休眠和定时．接收端发起这两种低功耗模式。以无线射频芯片CC2430为核心．搭建了一个基于IEEE8

2、02．15．4e的自组织网络。通过上层界面、智能终端等对传感器节点进行环境、体征的实时监控及下行控制，使智能家居网络可以稳定、低功耗地运行，从而满足现代智能家居的实际应用需要。该方法对现代智能家居网络设计具有一定的指导意义。关键词：智能家居自组织自适应网络低功耗ZigBee中图分类号：TP393文献标志码：AAbstract：Insmarthomesystems，complexwiringorcabling，largepowerconsumption，andhighcostsofpost—renovationareverycommon．CombiningwithIE

3、EE802．15．4estandard。thewirelessserf-organizingterminaladaptivenetworkhasbeendesigned．Inaccordancewithdifferenttypesoftheterminaldevices，thetiming—externalinterruptionsleepmodeandthetiming—receivingendlaunchinglowpowerconsumptionmodearedesigned．WithwirelessRFchipCC2430asthekernel，thesel

4、f-organizingnetworkbasedonIEEE802．15．4eisbuilt．Throughtheupperlevelinterfaceandintelligentterminal-etc．，realtimeenvironmentandsignmonitoringforsensornodes，andthedownlinkcontrolareconducted．Thus，thesmarthomenetworkcanbeoperatedstablywithlowpowerconsumptionforsatisfyingpracticaldemandsof

5、modernsmarthome．Themethodpossessescertainguidingsignificancetonetworkdesignofmodernsmarthome．Keywords：SmarthomeSelf-organizationAdaptivenetworkLowpowerconsumptionZigBee0引言随着家电技术的进步和电子信息技术的普及，实现家庭信息化、网络化是当今智能家居系统发展的新趋势⋯。如何使系统低成本、低功耗、自组织、高效率地运行是现代智能家居系统设计过程中所要考虑的重要问题。智能家居网络早期主要采用有线网络，包括双

6、绞线以太网、铜介质双绞线、x．10技术；后来兴起的无线通信技术，解决了早期智能家居布线难、扩展不方便的问题。近年来。对家庭无线网络系统的研究也是百花争鸣，如家庭无线电射频技术(HomeRF)呤1、蓝牙(Bluetooth)、WiFi和ZigBee技术[3‘73等。但无线网络受带宽限制，需要付出高额的通信费用。在现代智能家居系统研究领国家科技部国际科技合作专项基金资助项目(编号：2012DFGl22AO)：重庆市科技攻关计划基金资助项目(编号：2011AB2096)；重庆市载重车智能监控工程技术研究中心基金资助项目(编号：CSTC201lpt-gc4001)。修改稿收

7、到日期：2012—10—10。第一作者李勇(1976一)，男，2006年毕业于上海交通大学控制理论与控制工程专业。获博士学位，副教授；主要从事工业无线网络、无线传感器网络、复杂系统建模、进化学习算法等方面的研究工作。域中．从软件协议栈的角度来实现低功耗的技术比较少。本文设计并实现了一种混合型智能家居系统。该系统的家庭数据网络采用RS．485总线和以太网双绞线的方式：家庭控制网络基于IEEE802．15．4e无线自组织、终端自适应网络，满足现代智能家居系统低成本、高效率、低功耗、高灵活性的要求。1相关技术IEEE802．15．4e[83是对IEEE802．15．4