基于ZigBee的智能家居體驗(yàn)中心系統(tǒng)組網(wǎng)方案

胡 軍， 趙國(guó)軍

(1. 浙江長(zhǎng)征職業(yè)技術(shù)學(xué)院 實(shí)訓(xùn)中心， 浙江 杭州 310023；2. 浙江工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院， 浙江 杭州 310023)

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基于ZigBee的智能家居體驗(yàn)中心系統(tǒng)組網(wǎng)方案

胡 軍1， 趙國(guó)軍2

(1. 浙江長(zhǎng)征職業(yè)技術(shù)學(xué)院 實(shí)訓(xùn)中心， 浙江 杭州 310023；2. 浙江工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院， 浙江 杭州 310023)

根據(jù)智能家居的功能特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生對(duì)智能家居獲取感性認(rèn)識(shí)的需要，提出基于ZigBee的智能家居體驗(yàn)中心系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱智能家居系統(tǒng))網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案。本方案將ARM技術(shù)和ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，以ARM11處理器S3C6410芯片為核心搭建系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)控制平臺(tái)，硬件采用“核心板十?dāng)U展板”層次模塊化設(shè)計(jì)，軟件開發(fā)嵌入式WINCE6.0操作系統(tǒng)；家庭內(nèi)部局域網(wǎng)利用ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)，ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備采用TI公司CC2530芯片。本方案通過(guò)嵌入式開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)智能家居系統(tǒng)的集中管理和遠(yuǎn)程控制，體現(xiàn)了智能家居系統(tǒng)智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)，具有良好的通用性和可擴(kuò)展性。借助于該系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)能夠完成一系列的教學(xué)活動(dòng)。

ZigBee； 智能家居； S3C6410； CC2530； ARM11

0 引 言

智能家居(Smart Home)借助于無(wú)線通信技術(shù)、嵌入式技術(shù)和傳感器技術(shù)，通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)控制平臺(tái)將家庭中照明系統(tǒng)、環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、家用電器等各種終端設(shè)備相互連接并接入Internet、WiFi或3G等外部網(wǎng)絡(luò)，使用戶能夠采用便捷的智能化方式對(duì)各種家庭終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)集中管理和遠(yuǎn)程控制[1-2]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展，電子器件類別多樣化，硬件處理數(shù)據(jù)能力不斷提高。智能家居產(chǎn)品將擺脫以往的發(fā)展模式和設(shè)計(jì)理念，以實(shí)用為核心，操控簡(jiǎn)單、人性化、網(wǎng)絡(luò)化的嵌入式無(wú)線智能家居控制系統(tǒng)是未來(lái)智能家居的發(fā)展方向，集成化、節(jié)能環(huán)保、標(biāo)準(zhǔn)化、無(wú)線化將是智能家居行業(yè)的大勢(shì)所趨[3]。

無(wú)線通信扮演越來(lái)越重要的角色，它可以擺脫物理連接上的限制，隨時(shí)隨地接入網(wǎng)絡(luò)獲取信息。同時(shí)低功耗、微型化滿足人們對(duì)當(dāng)前無(wú)線通信產(chǎn)品的基本要求。本文提出的智能家居網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案采用ZigBee技術(shù)，該技術(shù)是一種短距離、低功耗、低速率、大容量及具有自組網(wǎng)方式無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，非常適合于用來(lái)組建智能家居系統(tǒng)家庭內(nèi)部局域網(wǎng)，本文所有的家庭內(nèi)部通信模塊將以此作為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

為了滿足物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)職業(yè)教育發(fā)展需要，本文設(shè)計(jì)一套成本不高，功能較完善，能夠體現(xiàn)家庭智能、適用性強(qiáng)的智能家居系統(tǒng)解決方案，該系統(tǒng)能夠強(qiáng)化學(xué)生對(duì)智能家居產(chǎn)品的安全、舒適、智能、高效的體驗(yàn)感受，加深學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)。通過(guò)智能家居系統(tǒng)能夠完成一系列的教學(xué)活動(dòng)：

(1) 認(rèn)知教學(xué)。使學(xué)生明白物聯(lián)網(wǎng)的概念及實(shí)體表現(xiàn)形式，所具備典型功能。

(2) 技能教學(xué)。以智能家居系統(tǒng)為主線，使學(xué)生學(xué)習(xí)掌握物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)體系更容易，如傳感技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式技術(shù)。

(3) 應(yīng)用教學(xué)。以智能家居系統(tǒng)作為平臺(tái)，可以使學(xué)生完成一系列二次開發(fā)任務(wù)，如智能照明、智能遙控、環(huán)境監(jiān)控。

在本設(shè)計(jì)中，智能家居系統(tǒng)采用ARM技術(shù)和ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合方案實(shí)現(xiàn)，總體結(jié)構(gòu)主要由家庭智能網(wǎng)關(guān)、家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、外部通訊網(wǎng)絡(luò)等組成。采用低功耗、低成本、低傳輸速率、大容量及具有自組網(wǎng)方式的ZigBee 無(wú)線技術(shù)作為智能家居系統(tǒng)的內(nèi)部組網(wǎng)方式，ZigBee 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分別采集溫濕度數(shù)據(jù)、煙霧等環(huán)境信息和安防信息，并控制各個(gè)房間的照明、家電設(shè)備[4]，ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備采用TI公司CC2530芯片；以ARM11處理器S3C6410芯片為核心搭建系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)控制平臺(tái)，采用嵌入式WINCE6.0作為操作系統(tǒng)；家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)與internet、Wi-Fi或3G網(wǎng)絡(luò)連接[5]。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能如下：

(1) 無(wú)線組網(wǎng)。ZigBee 網(wǎng)絡(luò)具有低速率、低功耗、低成本的特點(diǎn)，符合普通大眾對(duì)智能家居系統(tǒng)的要求，家庭內(nèi)部節(jié)點(diǎn)設(shè)備之間互聯(lián)構(gòu)成局域網(wǎng)。

(2) 智能網(wǎng)關(guān)控制。設(shè)計(jì)一個(gè)智能網(wǎng)關(guān)使ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入Internet、WiFi或3G外部網(wǎng)絡(luò)，用戶可遠(yuǎn)程查看和控制家庭設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控[6-7]。

(3) 家用設(shè)備控制功能。每個(gè)家用設(shè)備都安裝有傳感器，作為傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)聯(lián)入家庭內(nèi)部ZigBee網(wǎng)絡(luò)，用戶可通過(guò)控制終端對(duì)網(wǎng)絡(luò)中任何設(shè)備進(jìn)行控制。

(4) 家庭安防功能。節(jié)點(diǎn)上傳感器檢測(cè)室內(nèi)煙霧、溫度等相關(guān)數(shù)據(jù)，如果超出安全標(biāo)準(zhǔn)，則發(fā)出報(bào)警警示，智能網(wǎng)關(guān)及時(shí)做出相應(yīng)處理[8]。智能家居系統(tǒng)框架如圖1所示。

圖1 智能家居系統(tǒng)框架示意圖

2 家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案分析

2.1 ZigBee 技術(shù)概述

ZigBee是一種短距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，工作于2.4GHz國(guó)際免費(fèi)頻段ISM[9]。ZigBee規(guī)范是以國(guó)際電子電機(jī)工程協(xié)會(huì)(IEEE)所制訂的802.15.4標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的，802.15.4標(biāo)準(zhǔn)定義了物理層(PHY Layer)及媒體介質(zhì)訪問層(MAC Layer)，在此基礎(chǔ)上ZigBee Alliance定義了網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)、安全層(Security Layer)、應(yīng)用層(Application Layer)[10]。

在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中存在三種邏輯設(shè)備類型：協(xié)調(diào)器、路由器和終端設(shè)備[11]。ZigBee網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)協(xié)調(diào)器以及多個(gè)路由器和多個(gè)終端設(shè)備組成[12]。一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)只能有一個(gè)協(xié)調(diào)器，可以有多個(gè)路由器和終端設(shè)備。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上來(lái)看，常見ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星型、樹型和網(wǎng)狀型三種形式。

2.2 家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案的選擇

相對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線組網(wǎng)方式靈活、易于擴(kuò)展，移動(dòng)性好，是目前智能家居系統(tǒng)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的必然選擇。家庭局域網(wǎng)絡(luò)比較合適選用的短距離無(wú)線通信技術(shù)必需具備：功耗低，可靠性和安全性高，擴(kuò)展性好，不用申請(qǐng)無(wú)線信道等特點(diǎn)?？赡軕?yīng)用于智能家居系統(tǒng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線通信技術(shù)有無(wú)線保真技術(shù)(Wi-Fi技術(shù))、紅外技術(shù)(IrDA)、藍(lán)牙技術(shù)(Bluetooth)以及ZigBee技術(shù)，它們的主要性能參數(shù)如表1所示。

表1 幾項(xiàng)短距離無(wú)線通信技術(shù)的主要性能參數(shù)

ZigBee技術(shù)傳輸范圍較大，最高速率可達(dá)到250 kb/s，功耗及價(jià)格也低。物理層采用了擴(kuò)頻技術(shù)，具有很高的可靠性和安全性[13]。另外，它還可與254個(gè)節(jié)點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)，擴(kuò)展時(shí)最大可達(dá)65 535個(gè)節(jié)點(diǎn)，完全能夠滿足家居網(wǎng)絡(luò)信息傳送的基本要求。

3 智能家居系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本方案選用三星公司的ARM11系列S3C6410微處理器為核心器件搭建智能家居系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)控制平臺(tái)，家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)采用ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)中盡量使用典型的應(yīng)用電路，且預(yù)留相應(yīng)的擴(kuò)展接口，為將來(lái)的擴(kuò)展提供所需。本設(shè)計(jì)的硬件主要包括三個(gè)部分：智能網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)、通信模塊ZigBee技術(shù)的硬件實(shí)現(xiàn)及外圍電路的設(shè)計(jì)。

3.1 家庭智能網(wǎng)關(guān)方案設(shè)計(jì)

家庭智能網(wǎng)關(guān)采用“核心板十?dāng)U展板”層次模塊化設(shè)計(jì)方案，以降低硬件電路的調(diào)試難度，并提供盡可能多的外設(shè)接口，使系統(tǒng)更加具有通用性和靈活性。核心板主要包括微處理器、存儲(chǔ)器等模塊，實(shí)現(xiàn)嵌入式最小硬件系統(tǒng)；擴(kuò)展板集成系統(tǒng)所需要的外圍設(shè)備和接口電路[9]。核心板與擴(kuò)展板通過(guò)插針接口連接，構(gòu)成功能強(qiáng)大、資源豐富的嵌入式智能網(wǎng)關(guān)控制平臺(tái)。智能網(wǎng)關(guān)控制平臺(tái)的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

核心板主要由S3C6410微處理器、2×128M Mobile DDR RAM、256M NAND FLASH、電源模塊、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和JTAG接口等部分組成。DDR RAM用于支持系統(tǒng)軟件程序運(yùn)行并處理數(shù)據(jù)。NAND FLASH用于保存Boot Loader、操作系統(tǒng)內(nèi)核映像文件和應(yīng)用程序。時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)有四種不同類型的晶振電路，為微處理器系統(tǒng)和各種外設(shè)提供所需的時(shí)鐘信號(hào)。復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)微處理器的手動(dòng)復(fù)位。

擴(kuò)展板是整個(gè)智能家居系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵所在，根據(jù)基于S3C6410和CC2530的智能家居系統(tǒng)的需求，集成有各種外設(shè)和接口。擴(kuò)展板主要包括電源模塊、以太網(wǎng)接口模塊、音頻AC97電路模塊、 Camera、UART、COM、USB、SD卡接口以及與S3C6410核心板的接口電路等。本方案中，為便利智能網(wǎng)關(guān)與家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接，擴(kuò)展板加載了一個(gè)ZigBee模塊，組網(wǎng)時(shí)作為ZigBee網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器使用。

圖2 智能網(wǎng)關(guān)控制平臺(tái)的硬件結(jié)構(gòu)圖

3.2 智能家居系統(tǒng)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方案設(shè)計(jì)

智能家居控制系統(tǒng)中ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)需要具有2.4 GHz ISM頻帶RF收發(fā)功能，還需具備一定的運(yùn)算和存儲(chǔ)能力。故選用德州儀器TI公司生產(chǎn)的CC2530 F256作為節(jié)點(diǎn)ZigBee通訊模塊，CC2530是TI公司設(shè)計(jì)的ZigBee單芯片解決方案，集 2.4 GHz RF收發(fā)器和 MCU 于一體，專用于2.4 GHz IEEE 802.15.4和ZigBee應(yīng)用，方便了用戶個(gè)性化的設(shè)計(jì)與開發(fā)[15]。CC2530F256片上集成高性能低功耗增強(qiáng)型8051內(nèi)核，具有豐富的外圍接口，包括256KB的FLASH和8KB的RAM，12 b的ADC、2路USART等外設(shè)和21個(gè)通用IO口，應(yīng)用電路設(shè)計(jì)只需添加極少的外圍元器件。

ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)按照其在網(wǎng)絡(luò)中的作用不同，分為傳感器節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)三種類型，各類節(jié)點(diǎn)基本結(jié)構(gòu)非常相近。因此，本方案在ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)采用一種通用的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的功能僅僅取決于CC2530芯片中燒寫的不同程序。通用ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)主要由CC2530、電源模塊、顯示模塊、傳感器模塊、串口、JTAG等外圍接口電路組成，典型的ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)硬件電路結(jié)構(gòu)如圖3所示。

4 智能家居系統(tǒng)軟件方案設(shè)計(jì)

4.1 ARM11智能網(wǎng)關(guān)軟件方案設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了 ARM11系列S3C6410處理器加嵌入式WINCE6.0操作系統(tǒng)的方案，軟件的開發(fā)環(huán)境是Visual Studio 2005，WINCE智能設(shè)備應(yīng)用程序使

圖3 典型的ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)硬件電路結(jié)構(gòu)圖

用C++語(yǔ)言進(jìn)行編寫。鑒于智能家居系統(tǒng)是對(duì)功能、成本、功耗等性能指標(biāo)有明確限定的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，本方案采用非常適用于軟件硬件可裁剪的嵌入式開發(fā)技術(shù)，根據(jù)智能家居系統(tǒng)特定的應(yīng)用對(duì)軟件平臺(tái)進(jìn)行定制。

智能家居嵌入式系統(tǒng)軟件平臺(tái)的開發(fā)流程如下：首先需要針對(duì)目標(biāo)硬件平臺(tái)開發(fā)出相應(yīng)的板級(jí)支持包(Board Support Package,BSP),為嵌入式操作系統(tǒng)提供硬件接口,并實(shí)現(xiàn)下載軟件、引導(dǎo)程序等功能，然后根據(jù)功能需求定制系統(tǒng)內(nèi)核,經(jīng)過(guò)編譯、調(diào)試后即可下載至硬件平臺(tái)。最后根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)核生成相應(yīng)的軟件開發(fā)套件(Software Development Kit,SDK)進(jìn)行特定應(yīng)用目標(biāo)的嵌入式應(yīng)用程序軟件開發(fā)。

操作系統(tǒng)開發(fā)工具使用Visual Studio 2005專業(yè)版中的插件Platform Builder, Platform Builder是Microsoft 公司提供專門用來(lái)定制 WINCE6.0 操作系統(tǒng)的強(qiáng)大工具,為嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)提供了一個(gè)良好的開發(fā)環(huán)境,利用Platform Builder使得整個(gè)開發(fā)過(guò)程整合為一體。

在WINCE6.0 操作系統(tǒng)平臺(tái)上開發(fā)智能家居監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)監(jiān)控家庭環(huán)境和遠(yuǎn)程控制功能。一方面需要實(shí)時(shí)接收、處理家庭內(nèi)部ZigBee網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)并顯示在顯示屏上，并通過(guò)Internet、Wi-Fi傳送到用戶的計(jì)算機(jī)或PAD終端上，使用戶能直觀地得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)相關(guān)的環(huán)境參數(shù)；另一方面智能網(wǎng)關(guān)將處理后的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的報(bào)警值經(jīng)過(guò)比較判斷是否需要發(fā)送報(bào)警信號(hào)。

4.2 家庭內(nèi)部ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)軟件方案設(shè)計(jì)

ZigBee網(wǎng)絡(luò)無(wú)線通信模塊采用了 CC2530芯片，軟件開發(fā)環(huán)境為 IAR Embedded Workbench，應(yīng)用程序使用C語(yǔ)言進(jìn)行編寫；數(shù)據(jù)處理模塊采用ARM7，軟件開發(fā)環(huán)境為 KEIL uVision4。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)基于通用性及便于開發(fā)考慮，移植了TI 公司的 Z-Stack協(xié)議棧[16]。

協(xié)調(diào)器首先完成初始化，接著協(xié)調(diào)器根據(jù)DEFAULT_ CHANLIST 配置文件定義的某個(gè)頻段建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)是終端節(jié)點(diǎn)時(shí)，設(shè)備將會(huì)試圖加入該網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)協(xié)調(diào)器把加入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址存入地址表。網(wǎng)絡(luò)建立成功后，ZigBee 協(xié)調(diào)器啟動(dòng)任務(wù)輪換查詢，監(jiān)聽是否有網(wǎng)絡(luò)終端數(shù)據(jù)接收處理、智能網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)接收處理等任務(wù)。應(yīng)用層通過(guò)調(diào)用AF Data Request() 函數(shù)將數(shù)據(jù)發(fā)送到智能網(wǎng)關(guān)。

終端節(jié)點(diǎn)首先完成初始化，主動(dòng)查找協(xié)調(diào)器建立的網(wǎng)絡(luò)并加入，將讀取的傳感器信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。環(huán)境參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)開始定時(shí)采集家居環(huán)境數(shù)據(jù)，單播發(fā)送給協(xié)調(diào)器，當(dāng)相應(yīng)環(huán)境值超過(guò)設(shè)定值時(shí)，向協(xié)調(diào)器發(fā)送報(bào)警信息；設(shè)備控制類節(jié)點(diǎn)則等待協(xié)調(diào)器發(fā)送控制命令。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)流程如圖4所示。

圖4 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)流程圖

5 結(jié) 語(yǔ)

本文提出的基于ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)的智能家居網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案，將ARM技術(shù)和ZigBee技術(shù)相結(jié)合，具有低成本、低功耗、通用性和擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)?；诖朔桨冈O(shè)計(jì)的智能家居系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)家庭中大量傳統(tǒng)家電設(shè)備和信息終端的互連，方便集中控制和管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部網(wǎng)絡(luò)的接入，完成對(duì)智能家居系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境包括照明系統(tǒng)、環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、智能家電等12個(gè)終端節(jié)點(diǎn)，測(cè)試過(guò)程中系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，家庭內(nèi)部ZigBee網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)上的指定用戶計(jì)算機(jī)和手機(jī)連接，用戶可通過(guò)安裝智能家居監(jiān)控軟件的計(jì)算機(jī)或手機(jī)查看傳感器檢測(cè)到的環(huán)境信息和各種家居設(shè)備的狀態(tài)，并對(duì)系統(tǒng)中的家居設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。測(cè)試結(jié)果表明按照本方案所設(shè)計(jì)的智能家居系統(tǒng)具有一定的可行性和可靠性，所構(gòu)建的家居環(huán)境能夠滿足學(xué)生對(duì)家居產(chǎn)品安全、舒適、便利的體驗(yàn)，滿足物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開展教學(xué)活動(dòng)的需要，具有較高的參考價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

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Research of Network Scheme for Smart Home Experience Center System Based on ZigBee

HUJun1,ZHAOGuo-jun2

(1. Department of Training Center, Zhejiang Changzheng Vocational &Technical College, Hangzhou 310023, China; 2. School of Mechanical Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310023, China)

According to the characteristics and developing trend of smart home, and combined with needs of students of the Internet of Things, the paper puts forward a network scheme smart home experience system (hereinafter referred to as smart home system) based on ZigBee by which the students can obtain perceptual knowledge of smart home. The scheme combines the ARM technology with ZigBee wireless network technology, ARM11 processor S3C6410 chip is used as the core to form system gateway control platform. The scheme of " core board + expansion board" is used for hierarchical modular hardware design. The software is developed by embeding WINCE6.0 operating system. The family LAN is realized by using ZigBee technology, and the ZigBee network node equipment uses Texas Instruments Company CC2530 chips. This scheme with embedded development technology, realizes centralized management and remote control of smart home system, reflects the intelligence and network development trend for smart home system, and provides good versatility and expansibility. By means of this system, IOT specialty is able to complete a series of teaching activities.

ZigBee; smart home system; S3C6410; CC2530; ARM11

2015-04-05

浙江省教育科學(xué)規(guī)劃辦課題(2014SCG062)

胡 軍(1966-)，男，浙江杭州人，碩士，講師/工程師，主要從事無(wú)線通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面的研究工作。

Tel.:13305818706; E-mail:hj6606a@163.com

TP 393

A

1006-7167(2016)05-0130-04