ARM及ZigBee技術(shù)實(shí)現智能家居控制器的設計

　　CC2430 芯片采用0118μm CMOS 工藝生產(chǎn)，工作時(shí)的電流損耗為27 mA ;在接收和發(fā)射模式下，電流損耗分別低于27 mA 或25 mA. CC2430 的休眠模式和轉換到主動(dòng)模式的超短時(shí)間的特性，特別適合那些要求電池壽命非常長(cháng)的應用。

　　CC2430 帶有2 個(gè)強大的支持幾組協(xié)議的US2ART 通信接口， 通過(guò)此通信接口中的一個(gè)，S3C2410X 處理器可以對CC2430 進(jìn)行寫(xiě)入或讀取配置信息，也可以收發(fā)數據。

　　CC2430 芯片集成了CRC 和數據完整性檢查等功能，減少了程序員編程的工作量，加快了通信的速度，減少了能量消耗。 同時(shí)，芯片還采用了CS2MA - CA 技術(shù)來(lái)避免數據發(fā)送時(shí)的競爭和沖突，減少了一部分不必耍的能量消耗。 因此CC2430 芯片具有超低的能耗，其使用壽命可以年來(lái)計算，價(jià)格便宜，符合傳感器網(wǎng)絡(luò )需要大量分布節點(diǎn)的特點(diǎn)。

　　控制器通過(guò)RS - 232 接口利用Zigbee 模塊采集各種家電設備運行狀態(tài)并接收各種故障報警信息。

　　2.3 　智能家居控制器的功能

　　智能家居控制器操作系統選用開(kāi)源的嵌入式Linux 操作系統，通過(guò)裁減后移植到控制器硬件平臺上。 該智能家居控制器將Linux ,ARM 系統、手機模塊和ZigBee 模塊組成一個(gè)整體，構成了一個(gè)功能齊全的嵌入式系統，利用ZigBee 技術(shù)輕松實(shí)現家庭內部多節點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)連接。

　　智能家居控制器的功能為

　?。?） 采用ARM 架構的32 位嵌入式RISC 處理器和開(kāi)源的嵌入式linux 操作系統；

　?。?） 是智能家居控制系統的控制中心，也是家居系統中信息家電平臺的網(wǎng)關(guān)；

　?。?） 遇盜搶或疾病，按緊急按鈕，自動(dòng)向管理中心報警；

　?。?） 以家庭為單位配置，利用液晶屏顯示小區通知、系統各部分工作狀況及數據；

　?。?） 利用ZigBee 傳感器節點(diǎn)監測各種故障報警數據（火災、煤氣泄漏等） ,并自動(dòng)通過(guò)手機模塊發(fā)給用戶(hù)或小區管理中心；

　?。?） 通過(guò)以太網(wǎng)（或RS - 485） 與小區管理中心通信；

　?。?） 通過(guò)控制器上的無(wú)線(xiàn)ZigBee 模塊與家居系統中各子節點(diǎn)進(jìn)行通訊，對多種家電設備進(jìn)行相應的控制；

　?。?） 用戶(hù)可通過(guò)Internet 遠程監控家庭中的多種家居設備。

　　智能家居控制器通過(guò)Zigbee 模塊采集各種家電設備的運行狀態(tài)并將各種故障報警數據存入數據庫；對故障報警優(yōu)先處理，通過(guò)手機模塊自動(dòng)發(fā)送短信息到用戶(hù)手機或小區物管，并將現場(chǎng)數據實(shí)時(shí)存入數據庫，以便對各種信息進(jìn)行進(jìn)一步的分析和統計。 在這里數據庫成為了連接前后臺的中間件，存儲狀態(tài)數據供遠程監控和本地LCD 顯示，同時(shí)接收瀏覽器和本地鍵盤(pán)輸入，由通信程序、CGI程序完成控制命令的下傳及運行狀態(tài)的上傳；同時(shí)數據庫還需實(shí)現故障的分析統計和查詢(xún)。 在本系統設計中，我們采用嵌入式數據庫SQLite 以滿(mǎn)足系統遠程控制數據傳遞、數據共享的要求。

　　控制器的軟件主要分為4 個(gè)模塊：與數據采集接口的通信程序、故障報警程序、本地的人機交互程序和遠程控制程序。 為了使用戶(hù)可以在Internet上通過(guò)瀏覽器控制智能家居網(wǎng)絡(luò )，需要在控制器（數字家庭網(wǎng)關(guān)） 上架設Web 服務(wù)器與用戶(hù)進(jìn)行通信，并通過(guò)CGI 接口調用后臺CGI 程序。 CGI 程序在Web 服務(wù)器和控制程序間建立聯(lián)系，調用具體的控制程序，實(shí)現對智能家居網(wǎng)絡(luò )內部節點(diǎn)的指定操作。 它監控網(wǎng)絡(luò )，隨時(shí)隨地都能知道網(wǎng)絡(luò )內設備的狀態(tài)并控制網(wǎng)絡(luò )內的各種設備。 網(wǎng)絡(luò )監控在家庭網(wǎng)絡(luò )中也是非常重要的，使用戶(hù)可以隨時(shí)了解網(wǎng)絡(luò )的狀況，如設備的加入退出、設備故障等等。

　　3 　結語(yǔ)

　　ZigBee 技術(shù)彌補了低成本、低功耗和低速率無(wú)線(xiàn)通信市場(chǎng)的空缺。 智能家居控制器硬件由先進(jìn)的ARM9 嵌入式系統、手機模塊和ZigBee 模塊組成；操作系統采用嵌入式Linux ,家庭網(wǎng)絡(luò )采用ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，安全性好，系統功能完善，能夠適應今后智能家居發(fā)展的需要。

　　ZigBee 是一種新興的近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，在眾多領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用前景。