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基于ZigBee技术的智能家居系统的研究与设计

张雄  
【摘要】:本文根据国内外智能家居系统的发展现状,针对传统智能家居系统需要布线、可扩展性差等缺点,通过综合比较几种现有无线组网技术的优缺点,提出了一种基于ZigBee技术的智能家居系统解决方案。系统采用ZigBee技术组建了一个家庭内部无线网络,整个系统主要由系统控制终端、家庭网关、系统终端节点三部分构成。系统控制终端是用户实现对智能家居系统进行操控的界面和平台,系统控制终端可以通过WIFI/Internet等方式向家庭网关发起连接实现远程控制,同时系统也支持本地控制。系统控制终端包括Andriod移动终端、PC机和本地触摸屏等。家庭网关是整个系统的控制中心,家庭网关可以将来自外部网络的控制信息通过ZigBee技术发送到家庭内部ZigBee网络的目的节点上,实现外部网络协议到内部网络协议的转换。家庭网关由网关服务器和ZigBee协调器共同组成,它们之间通过串口相连。网关服务器采用S3C2440+Linux搭建的嵌入式系统,并在该平台上完成基于C/S模式的并发服务器的设计和基于B/S的嵌入式Web服务器的构建。同时移植了QT库,完成了QT本地控制界面的设计。系统终端节点是带有基于ZigBee技术通信能力的功能执行节点,由ZigBee通信模块与基于单片机的功能实现模块组成,在设计上将它们通过串口整合在一起。终端节点一方面通过ZigBee模块完成与家庭网关的通信,另一方面通过单片机功能模块完成对家居设备控制的功能。ZigBee通信模块的设计是基于TI公司的CC2530无线片上系统,各种功能模块是通过单片机来实现的,并完成了相应的软硬件设计。最后对系统各个功能模块和整个系统进行了测试,实现了室内的调光控制、空调控制和环境温度的采集,基本达到了设计要求。


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