基于ZigBee的開關設備遠程控制系統設計

劉路明

【摘 要】開關設備遠程控制是智能家居系統中的不可缺少的一部分，為人們遠程控制電器設備提供了極大的方便性和安全性。本文設計實現了開關設備遠程控制系統的架構方案，為后續開發提供了基礎依據。

【關鍵詞】智能家居；ZigBee；開關設備；網關；云服務器；APP

0 前言

如今智能家居的概念已經被人們所理解和接受，它是物聯網技術的主要應用場景之一，它實現了將家中的各種設備（照明設備、電器設備、音視頻設備、安防設備等）連接到一起，通過Internet網絡和手機APP實現照明、家電、防盜報警、 環境監測、紅外轉發等功能的遠程控制，提升了家居生活的安全性、便利性、舒適性、藝術性，并實現環保節能的居住環境。而開關設備遠程控制功能，更是智能家居系統中不可缺少的部分。

1 系統需求和架構

開關設備遠程控制系統中，用戶通過使用手機中的APP，不受地點不受時間，在只要能聯網的條件下，實現遠程控制已經入網的開關設備。系統主要由開關硬件設備、網關、云服務器和APP四部分構成，其設計構架如圖1所示：

2 開關設備模塊的設計

開關設備采用集成ZigBee模塊與網關組網通信。ZigBee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議，是一種短距離、低功耗的無線通信技術。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率，主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。

3 網關模塊的設計

網關有兩個模塊功能構成，承載著上傳下達的作用。第一，與底層硬件設備采用ZigBee組網通信，第二，與云服務器通過Internet，使用TCP的連接方式進行通信。網關與底層硬件設備的通信主要包含底層設備的入網、設備狀態上傳、控制設備命令的下發等功能。網關與云服務器的通信主要包含網關聯網、底層設備加入網關、設備狀態上傳、設備控制命令下發、定時控制、場景控制等功能，其設計如圖2所示：

4 云服務器模塊的設計

云服務器程序也具有兩個模塊功能，承載著上傳下達的作用。第一，連接網關，通過網關，對網關下的設備進行通信，第二，與APP通過WiFi或4G，使用http的連接方式進行通信。與網關的通信，在網關模塊已經分析，此處不再說明。云服務器與APP的通信主要包含用戶注冊管理、網關綁定、管理網關下的設備、設備狀態實時更新、管理定時控制、管理場景控制等功能。其中設備狀態實時更新通過借助于JPUSH外部插件完成，，其設計如圖3所示：

5 APP模塊的設計

APP在功能上主要包含用戶注冊管理、網關綁定、管理網關下的設備、設備狀態實時更新、管理定時控制、管理場景控制等功能。在UI設計上，采用給人清新舒心的藍色基調、簡潔大方和方便用戶操作的原則設計。

6 小結

本文分析設計了智能家居生態中開關設備遠程控制系統的系統構架，通過應用此系統，用戶能夠使用手機上的APP發送設備控制命令，遠程控制家中的開關設備，實現了智能家居的應用，為家居生活帶來了方便性和安全性。

【參考文獻】

[1]常赟杰，張位勇，李桂香.基于Web Service的智能家居系統設計與實現.計算機時代.2017.

[2]岑榮瀅，姜琴，扈健瑋，孫夢莉.面向智能家居應用的ZigBee-WiFi網關.計算機系統應用，2017.

[責任編輯：朱麗娜]