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基于ZigBee的無(wú)線(xiàn)智能家庭網(wǎng)關(guān)控制技術(shù)研究

作者: 時(shí)間:2010-08-09 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

摘要:設計一種新型的系統,以S3C2410為平臺,采用Linux操作系統,實(shí)現與終端設備的連接;重點(diǎn)了該系統的組成、系統的軟硬件設計,以及利用實(shí)現對終端設備的。
關(guān)鍵詞:;;;Linux操作系統

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/157256.htm

引言
隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )和現代通信技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò )化已經(jīng)成為家庭現代化的趨勢。家庭網(wǎng)絡(luò )可視為一種分布式網(wǎng)絡(luò ),通過(guò)無(wú)線(xiàn)家庭網(wǎng)關(guān)實(shí)現對普通家電終端的遠程是未來(lái)的發(fā)展趨勢,岡此無(wú)線(xiàn)家庭網(wǎng)關(guān)是整個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò )的核心,它主要實(shí)現網(wǎng)絡(luò )接入、遠程控制以及無(wú)線(xiàn)連接家庭內部異構子網(wǎng)等功能。其中無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)控制技術(shù)是一個(gè)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
目前無(wú)線(xiàn)控制技術(shù)主要有IrDA、ZigBee、無(wú)線(xiàn)USB、藍牙、Z-Wave。在以上技術(shù)中,IrDA技術(shù)最具有成本優(yōu)勢且協(xié)議簡(jiǎn)單,但傳輸方向單一,不能組網(wǎng)。WirelessUSB的成本較高,主要用于傳輸高速多媒體數據,不適合家庭的控制應用。藍牙技術(shù)主要用于傳輸語(yǔ)音,如果將其應用在智能家庭網(wǎng)關(guān)控制,將帶來(lái)傳輸距離受限和控制協(xié)議復雜等問(wèn)題。Z-Wave是從ZigBee標準中精簡(jiǎn)而來(lái),但該技術(shù)目前尚不支持全球通用的2.4 GHz頻段。ZigBee技術(shù)在傳輸距離、可靠性以及組網(wǎng)能力方面都極具優(yōu)勢,本文利用ZigBee技術(shù)對智能無(wú)線(xiàn)家庭網(wǎng)關(guān)控制技術(shù)進(jìn)行。

1 無(wú)線(xiàn)智能家庭網(wǎng)關(guān)控制技術(shù)的結構設計
1.1 家庭網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)技術(shù)的選擇
ZigBee技術(shù)是一種新興的遠距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。ZigBee技術(shù)的低數據速率特點(diǎn),適合于承載數據流量較小和QoS的要求不高的業(yè)務(wù),因此,ZigBee技術(shù)是最適合智能家居系統的組網(wǎng)技術(shù)。對于智能家居系統來(lái)說(shuō),該網(wǎng)絡(luò )自身是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統,不斷與外界環(huán)境相互影響,網(wǎng)絡(luò )中傳輸的數據量不大,網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)多,要求低功耗,因此家庭無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)利用ZigBee技術(shù),其拓撲結構采用星型結構組網(wǎng)。
1.2 家庭網(wǎng)關(guān)的無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)設計
ZigBee技術(shù)的家庭網(wǎng)關(guān)系統結構框圖如圖1所示,家庭網(wǎng)關(guān)和若干個(gè)無(wú)線(xiàn)通信ZigBee節點(diǎn)模塊組成星形結構的家庭傳輸網(wǎng)絡(luò )。家庭網(wǎng)關(guān)是網(wǎng)絡(luò )協(xié)調器,它主導網(wǎng)絡(luò )的建立,監督網(wǎng)絡(luò )的正常運行,配置存儲空間,實(shí)現網(wǎng)絡(luò )初始化、數據采集、設備控制等功能。另外,它配置16位本地地址給設備以節省帶寬。其他的無(wú)線(xiàn)通信ZigBee模塊只能與家庭網(wǎng)關(guān)之間進(jìn)行通信,實(shí)現狀態(tài)采集、查詢(xún)響應、設備控制等。智能家庭網(wǎng)關(guān)是一個(gè)智能的嵌入式網(wǎng)絡(luò )系統,包括硬件和軟件兩部分。

1.3 智能家庭網(wǎng)關(guān)硬件結構設計方案
硬件部分需要提供多種多樣的網(wǎng)絡(luò )接口類(lèi)型與控制接口,主要由主控制器、GPRS模塊和ZigBee射頻通信模塊3部分組成,其結構框圖如圖2所示。


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