ZigBee身份識別技術(shù)在智能家居系統的應用

摘要：利用ZigBee的低速率、低功耗、低成本等特點(diǎn)，設計并制作了滿(mǎn)足現場(chǎng)應用的身份識別卡。應用于ZigBee和GSM這兩種網(wǎng)絡(luò )相結合的智能家居系統中，實(shí)現了對家庭內部ZigBee設備的監控和管理。闡述了基于身份識別技術(shù)的智能家居系統的整體方案，并給出了詳細的軟硬件實(shí)現方法。該系統成本低廉、性能穩定、便于使用，具有很高的推廣價(jià)值及應用前景。
關(guān)鍵詞：ZigBee；CC2530；MC52I；無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)；身份識別技術(shù)

0 引言
隨著(zhù)電子技術(shù)特別是無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的快速發(fā)展，人們對通信技術(shù)的功耗、可靠性及靈活性的要求越來(lái)越高。作為一種具有低功耗、低成本、數據傳輸可靠及組網(wǎng)靈活等特點(diǎn)的ZigBee技術(shù)，越來(lái)越引起人們的關(guān)注，非常適合家庭這種短距離無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)的使用。而作為現有成熟的GSM(Global System for Mobile Communication)技術(shù)，因其在網(wǎng)絡(luò )資源，傳輸特性及數據可靠性等方面的優(yōu)勢，為人們提供了一個(gè)機動(dòng)、靈活、可靠的遠距離傳輸方式。本文介紹了一種基于這兩種技術(shù)相結合的控制方案，并安裝于筆者的家庭中，經(jīng)過(guò)一年多的實(shí)際應用，收到了令人滿(mǎn)意的效果。為倡導的“技術(shù)走出實(shí)驗室”的發(fā)展思路，起到很好的推動(dòng)和示范作用。特別是本系統采用的身份識別技術(shù)，為系統的成熟應用提供了有力的保障。下面給出系統詳細的設計方案及軟硬件設計。

1 系統的總體方案
本著(zhù)盡量減少安裝布線(xiàn)的原則，并充分考慮到系統的靈活性和便利性，所有設備采用模塊化設計。該系統主要由中心控制器、紅外檢測、煙霧檢測、煤氣檢測、供水控制、空調控制、電器控制終端及身份識別卡組成。系統整體設計方案如圖1所示。

系統內所有設備采用CC2530無(wú)線(xiàn)單片機作為主控芯片。中心基站除負責完成GSM網(wǎng)絡(luò )通信外，通過(guò)ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將紅外檢測、煙霧檢測、煤氣檢測、供水控制、空調控制、電器控制終端及身份識別卡等終端整合在一起，構成一套功能完善的智能家居系統。
系統的創(chuàng )新點(diǎn)：現有的智能家居系統的設防和撤防方式，多采用遙控的形式，給用戶(hù)的現場(chǎng)使用帶來(lái)許多不便。但采用身份識別技術(shù)后，系統在運行時(shí)，中心基站會(huì )自動(dòng)識別用戶(hù)的身份，對系統的設防狀態(tài)進(jìn)行切換，極大的方便了用戶(hù)的使用。另外，在用戶(hù)的身份卡上設計了“報警”按鈕，一旦出現緊急情況，只要按壓該按鍵，主人的手機將會(huì )收到緊急呼叫的信息，這也是本系統的一大亮點(diǎn)。
系統的設計要點(diǎn)：一是保證中心基站和GSM網(wǎng)絡(luò )、終端設備及身份識別卡之間通信的準確性和可靠性。二是出現報警信息后必須準確、及時(shí)的發(fā)送到用戶(hù)手機上。三是身份卡的低功耗設計和低電量報警功能等。

2 系統的硬件設計
2．1 中心基站的硬件設計
在充分考慮功能及中心基站體積的前提下，采用SIEMENS公司最新推出的超小型GSM模塊MC52I。該模塊具有體積小、重量輕、低功耗、速度快等特點(diǎn)。MC52I包括了MC35I，MC39I，TC35I的所有功能，通信采用標準RS 232雙向接口，支持標準的AT指令，并可自適應1．8 V和3 V的SIM卡。在單片機和MC52I通信時(shí)，可不用MAX232等電平轉換芯片，只要串接56 Ω平衡電阻即可。MC52I部分硬件原理如圖2所示。