关于Zigbee在智能家居的应用-论文.pdf

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1、应用技术●I关于Zigbee在智能家居的应用孙铁军(广东美的制冷设备有限公司广东528311)[摘要]智能家电控制是智能家居中重要组成部分，针对目前家电控制存在的接口和协议不统一的问题，论文提出了基于Zigbee的无线智能家电控制方案及实现方式。本文给出了采用编码技术的整个家居无线控制网络总体设计方案，整个网络硬件的设计方案及总体的软件设计。并对其中的重点，采用了红外遥控技术的家居(如电视，空调)的编码控制方案进行了重点阐述。[关键词]红外遥控技术Zigbee编码中图分类号：$25文献标识码：A文章编号：1009—914X(2015)28—0225-01在信息家电普及之

2、前，研究红外遥控技术与Zigbee技术在家居无线控制协助电池供电的子节点终端设备的通信。路由器允许其它设备加入网络。那些领域的应用，对目前的无线智能家居系统有一定的补充与促进作用。并且应用通过一个特定的路由器加入网络的设备被称为它的“子节点”设备。这些“子节z近如ee与红外遥控技术的家居无线控制网络能使人们在现有家居的基础上点”设备可以是路由器或终端设备。花费很小的开销就能更舒适的享受到家居组网无线控制的便捷。2)Zigbee网络设计。设计采用CC2430~,,片与Z-stackf~议栈来构建Zigbee1．家居无线控制网络设计的总体方案通信网络。CC2430是用来实现

3、嵌人式ZigBeeJ~用的片上系统。它支持2．4GHz家居无线控制网络的设计基于Ziab~与红外遥控技术。本文家居无线控制IEEE802．15．4／ZigBee协议。它结合一个高性能2．4GHzDSSS(直接序列扩频)网络分为四部：红外编码模块一zigb。e传输网络一红外发射模块一带红外的家射频收发器核心和一颗工业级小巧高效的8051控制器，在室内可达70米的通信具设备。设计采用了Ziab~技术构建家居无线控制网络的网络结构，红外编码距离。满足本设计对低成本，低功耗的要求。具体设计如图1所示。模块产生与储存红外遥控所需的编码，红外发射模块发射红外脉冲信号给受控Zigbe

4、e协调器模块与Zigbee路由器节点通过红外发射模块把带红外家居的带红外的家居设备。设备接入网络，构成家居无线控制网络。2．系统的硬件设计方案2．2红外编码模块设计2．1Zigbee传输网络构建红外传输是无线传输中一项比较成熟的技术，而且其成本比较便宜，因而1)Z~gbee网络结构介绍Zee是一个可靠、低成本、低功耗的开放性全球目前家电遥控器中几乎都采用红外线传输技术。其基本的通信原理大致如下：标准，用于无线网络控制和监测解决方案。e暇用IEEE802．15．4兼容无线红外信号代码均采用二进制码，这些编码不是用高电平或低电平来表示“1'或电，运行在2．4GHz~执照频段

5、。ZigBee的应用包括家庭和建筑自动化，工业控⋯0’的，而是通过脉宽来表示的，例如对于二进制信号⋯0，一个脉冲占1．2ms，制和监测，能源管理和资产跟踪。一个ZNBee网络中有三种逻辑设备类型：协调对于二进制信号“1’，，一个脉冲占2．4ms，而每一脉冲内低电平均为0．6ms。器，路由器，终端设备。一个ZigBee网络包括一个协调器节点，多个路由器和终本设计中采用的红外编码模块具有对各种红外遥控器发射的控制信号进端设备节点。行识别、存贮和再现，从而实现对多个电器的遥控。红外遥控电路具备两种功一个路由器执行的网络功能有：①允许其它设备加入网络；②多跳路由；③能：一是能够

6、对各种类型的红外遥控器的编码信号进行学习和分析识别，将学习结果自动存贮在相应的存储器中；二是接收上位机并行发送的控制信息，并进行分析和实现输出控制红外信号编码。其实现的结构原理框如图2fi)i：示。2．3红外发射模块设计红外信号发射电路如图3所示，由时基电路555构成产生38．5KHz脉冲振荡●'t电路，用GAL16V8逻辑阵列器件实现输出通路选择，并叠加载波信号作为红外je4o赭蜘嚣书+十[(c243o搠弼端带刊¨I：￡童4毒0辐幽瓣蛰燕1控制信号输出，经八路驱动器2803驱动后发射出去。红外脉冲串宽度和间隔由控制电路的定时器控制。l蜢争}糙射螨铙ll虹外糍瓣檄螭il

7、旺甜糍自孝瞵槐I此模块通过Zigbee网络接受红外编码模块输出的红外控制编码，通过八路’驱动实现对多个红外家居设备的控制。3软件设计带蛭静的家熟设螯3．1红外编码模块软件设计软件设计的任务是要配合硬件的动作接收、发射和处理红外信号目前红图1Zigbee网络设计框图外信号编码形式主要有调制脉冲宽度编码方式和直接编码方式两种。在调制脉冲宽度编码方式下，“0”用时间间隔为T的一串38．5kHz载波脉冲后，加上时间间隔为TO的无载波脉冲的空闲状态来表示；“l'，用时间间隔为1韵一串38．5kHz载波脉冲后，加上时间间隔为Tl的无载波脉冲的空闲状态