ARM及ZigBee技術(shù)實(shí)現智能家居控制器的設計

　　2.1 　智能家居系統的基本構成

　　智能家居系統可通過(guò)GSM/ GPRS/ CDMA/ 網(wǎng)絡(luò )、ZigBee 個(gè)域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及小區信息網(wǎng)實(shí)現信息的互聯(lián)互通。 用戶(hù)在戶(hù)外可通過(guò)手機調控家中的電器和照明裝置，也可及時(shí)得到家中的防盜、防火、防煤氣泄漏等報警信息；在家中可通過(guò)遙控器調控家電設備。 控制器還兼有可視對講系統室內主機功能，能查閱社區發(fā)布的各類(lèi)信息，必要時(shí)可向社區保安發(fā)出報警求救信號。 系統主要由一個(gè)智能家居控制器和若干個(gè)室內監控ZigBee 功能模塊組成。 系統模型如圖2 所示。智能家居控制器經(jīng)2 個(gè)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )、互聯(lián)網(wǎng)以及2 條有線(xiàn)通信線(xiàn)路與外部設施實(shí)現信息的互聯(lián)互通，因而智能家居控制器又可視為數字家庭網(wǎng)關(guān)。

　　智能家居控制器內部裝有手機模塊， 通過(guò)GSM（ GPRS、CDMA） 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )，與用戶(hù)手機實(shí)現雙向短消息收發(fā)。 用戶(hù)可通過(guò)手機短消息實(shí)現對家用電器的電源開(kāi)關(guān)控制以及調光、調速控制；控制器以手機短消息的形式向用戶(hù)手機發(fā)送報警信號，供防盜、防火、防煤氣泄漏以及家庭突發(fā)事件報警用。

　　控制器內部裝有1 個(gè)ZigBee 模塊，通過(guò)Zig2Bee 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )與家居中的監控裝置進(jìn)行通信，作為ZigBee 網(wǎng)絡(luò )協(xié)調器（FFD） 來(lái)使用。 它負責組建智能家居ZigBee 網(wǎng)絡(luò )，接收系統控制中心發(fā)送的指令，并做出相應地處理。 同時(shí)還要將從路由節點(diǎn)（ FFD）或終端節點(diǎn)（RFD） 接收到的數據發(fā)送給系統控制中心。

　　室內監控設備按用途可分為3 類(lèi)：第一類(lèi)為開(kāi)關(guān)與插座，最簡(jiǎn)單的插座通過(guò)小電子開(kāi)關(guān)的通斷實(shí)現對家用電器（如電飯煲、飲水機、電視、冰箱、空調、洗衣機、電動(dòng)窗簾以及不需要調光的燈具） 的電源開(kāi)關(guān)控制；較復雜的智能開(kāi)關(guān)和插座具有輸出功率可調的功能，用于吊燈、落地臺燈的調光或電風(fēng)扇的調速等。 第二類(lèi)為傳感器產(chǎn)品，其中熱釋電紅外傳感器和門(mén)磁傳感器用于防盜，煙霧傳感器用于防火，瓦斯傳感器用于防煤氣泄漏，還有手動(dòng)報警按鈕用于突發(fā)事件（如孤寡老人突然發(fā)?。?的報警。這些節點(diǎn)都帶有ZigBee 模塊，作為網(wǎng)絡(luò )的終端節點(diǎn)（RFD） . 第三類(lèi)為手持遙控器，除實(shí)現對家用電器開(kāi)關(guān)控制、調光調速控制外，還具備照明場(chǎng)景設定與控制功能。

　　若小區配置有物管通信網(wǎng)絡(luò )和門(mén)禁對講系統，控制器兼備可視門(mén)禁對講系統的室內主機的功能。

　　控制器上的液晶LCD 顯示屏可顯示訪(fǎng)客的圖像畫(huà)面，與訪(fǎng)客進(jìn)行對講或開(kāi)鎖操作。 此外，控制器可接收小區物管發(fā)送的各類(lèi)文字信息；當室內發(fā)生意外時(shí)，可向小區物管發(fā)送報警信號。

　　控制器備有互聯(lián)網(wǎng)接口，供用戶(hù)在異地時(shí)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)控制家中電器的運行，也可監視家中發(fā)生的事件。 下一代互聯(lián)網(wǎng)的問(wèn)世將為此項功能的應用提供極大的支持，到那時(shí)，每個(gè)家電及控制器本身都將有自己的靜態(tài)IP 地址，從而成為網(wǎng)絡(luò )中的一員。

　　ZigBee 的簇狀網(wǎng)絡(luò )綜合了星型和網(wǎng)狀結構的特點(diǎn)，我們在實(shí)際應用中利用智能家居控制器及ZigBee 傳感器節點(diǎn)組成簇狀網(wǎng)絡(luò )。 它具有良好的可擴展性，對于大戶(hù)型或別墅用戶(hù)而言，可以通過(guò)增加路由節點(diǎn)來(lái)擴大網(wǎng)絡(luò )覆蓋范圍；對于小戶(hù)型的用戶(hù)而言，可以通過(guò)減少路由節點(diǎn)變成星型網(wǎng)絡(luò )，以節省能量、加快數據傳輸速度。