智能家庭，從智能家居控制系統開(kāi)始

3.1.3 系統從設備硬件電路概述

系統從設備硬件也分為兩個(gè)部分，如圖3所示：一部分是Zigbee模塊相關(guān)的硬件電路；另一部分是從設備相應的數字控制及輸入接口。目前，本項目規劃要實(shí)現的從設備數字接口有：1）日光燈的控制電路；2）鼠標的PS/2接口；3）MP3、MP4的無(wú)線(xiàn)控制接口；4）電視機的遙控器接口。

圖2 從設備硬件結構圖

3.1.4 系統Zigbee組網(wǎng)原理

系統中的主設備和從設備均處在同一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò )中。系統的Zigbee網(wǎng)絡(luò )是點(diǎn)到多點(diǎn)的叉狀網(wǎng)絡(luò )結構。系統Zigbee網(wǎng)絡(luò )的組建由主設備中的Zigbee模塊完成。其他從設備上電后，其Zigbee模塊就會(huì )尋找主設備的網(wǎng)絡(luò )是否存在，一旦存在則立馬加入到網(wǎng)絡(luò )中，從而構成整個(gè)智能家居系統的網(wǎng)絡(luò )。系統結構框圖如圖1所示：

圖3 系統結構圖

3.1.5 用戶(hù)手勢識別原理

用戶(hù)在要發(fā)出手勢指令時(shí)，首先按下設備選擇按鍵或指令發(fā)送按鍵，主設備STEVAL-MKIO62V2開(kāi)發(fā)平臺開(kāi)始采集傳感器數據；接著(zhù)在用戶(hù)松開(kāi)按鍵之后，STEVAL-MKIO62V2開(kāi)發(fā)平臺停止采集傳感器數據，并根據相應算法進(jìn)行數據處理并與預先存入的信息進(jìn)行比對，最終確定要發(fā)送的指令。

3.1.6 指令傳輸及解碼原理

主設備的STEVAL-MKIO62V2開(kāi)發(fā)平臺確定要發(fā)送的指令后，通過(guò)UART將指令發(fā)送至Zigbee模塊處，Zigbee模塊再將指令通過(guò)Zigbee網(wǎng)絡(luò )發(fā)送至從設備的Zigbee模塊上。其中，不同的從設備對應不同的指令，即不同的從設備對應用戶(hù)不同的手勢，而且從設備只會(huì )對自己的指令做出響應。

3.1.7 主設備對從設備的控制原理

在控制一個(gè)從設備時(shí)，首先用戶(hù)要按下設備選擇按鍵并做出相應的手勢，選定要控制的從設備，該從設備被選定后其上的指示燈會(huì )亮起，表示該設備被選定；接著(zhù)用戶(hù)再按下指令發(fā)送按鍵并做出相應的手勢即可對選定設備進(jìn)行操作。

3.1.8 系統用戶(hù)管理實(shí)現原理

系統共設計兩種用戶(hù)級別：家長(cháng)用戶(hù)和兒童用戶(hù)。兩種用戶(hù)的權限不一樣，家長(cháng)用戶(hù)可以無(wú)條件的使用網(wǎng)絡(luò )內的任何家電，并且可以控制兒童用戶(hù)使用某些家電的權限。具體實(shí)現原理為：在進(jìn)行設備選擇時(shí)，主設備需要將用戶(hù)的手勢與預先保存數據對比，進(jìn)而確定用戶(hù)選定的設備。家長(cháng)用戶(hù)在選擇信息時(shí)，預先保存的所有家電的數據都是可見(jiàn)的并且參加數據的對比，而兒童用戶(hù)根據家長(cháng)用戶(hù)的設定，某些家電預先保存的數據不可見(jiàn)也就不參加數據的對比，從而也就無(wú)法選定該設備也無(wú)法對其進(jìn)行操作。

3.1.9 系統防盜功能實(shí)現原理

用戶(hù)開(kāi)啟主設備后，主設備建立Zigbee網(wǎng)絡(luò )，但是用戶(hù)并不能馬上使用主設備控制從設備。首先，用戶(hù)必須輸入登錄手勢，主設備對登錄手勢進(jìn)行識別；接著(zhù)，主設備確定用戶(hù)為系統用戶(hù)后，才會(huì )啟動(dòng)系統的正常功能。如果用戶(hù)輸入了三次錯誤手勢，系統將進(jìn)行自動(dòng)鎖定，主設備向從設備發(fā)出防盜信號，然后斷掉Zigbee網(wǎng)絡(luò )。