基于無線傳感器網絡的智能家居系統設計

李剛

【摘要】 隨著人們的生活質量水平的提高，人們對生活品質的追求愈來愈重要。對于智能家居的系統設計需求也在加大。智能家居系統的設計中，在無線傳感器網絡技術的支持下，對系統設計優化就有著促進作用。本文主要就智能家居系統的設計原則和結構進行闡述，然后對無線傳感器網絡智能家居系統設計詳細探究。

【關鍵詞】 無線傳感器網絡 智能家居系統設計 設計原則

引言：智能家居的系統設計目標主要是能夠為人們提供舒適健康的生活環境，在當前無線傳感器網絡的技術發展應用下，將其和智能家居系統設計進行結合，對優化系統設計就有著積極作用，加強對無線傳感器網絡的應用研究對實際就有著實質性意義。

一、無線傳感器網絡的智能家居系統的設計原則和結構

1.1無線傳感器網絡的智能家居系統的設計原則

智能家居的系統設計，是方便人們的日常生活以及提高人們生活品質的重要系統。尤其是講智能家居系統和無線傳感器網絡進行有機結合，就能對系統的完善性和智能性進行加強。在無線傳感器網絡下的智能家居系統的設計，要能遵循科學化的原則，這樣才能真正有助于提高系統設計的水平[1]。首先對智能家居系統設計的可行性以及實用性的原則要充分重視，并能夠保障系統的經濟性以及可行性。

無線傳感器網絡智能家居系統的設計工作實施，要注重遵循開放和標準性的原則，當前的智能家居的發展過程中，比較大的一個發展瓶頸就是系統設備標準問題，所以在具體設計工作中對此要充分重視。同時也要在系統設計的穩定可靠性層面加強重視，保障系統的應用作用充分發揮。

1.2無線傳感器網絡的智能家居系統的結構

無線傳感器網絡的智能家居系統的設計中，要注重和無線傳感器網絡技術的特征相結合，其中的網絡規模法的特殊是無線傳感器網絡技術的重要特點，這就能夠提高信息監測的精度，對單個傳感器節點的依賴也能有效降低。無線傳感器網絡的特征當中自組織性的特征也比較重要，傳感器節點部署位置是不能先進行確定的，在不同節點間的鄰居關系也不可知，所以傳感器節點具備自組織能力[2]。系統的架構方面，主要是IPV6協議的無線傳感器結構，就含蓋著網絡協調器以及輔助協調器和終端設備。而網絡協調器是比較核心的部分，要能有高強的計算能力和存儲容量，這是對周圍相應范圍內Zigbee設備等探測的重要功能。

無線傳感器網絡智能家居系統的結構有多種，其中常見的有星型網絡結構，這是通過主協調器等設備所組成的，拓撲結構也是單跳結構，主協調器要對整體網絡建設以及管理負責，并是整體網絡中心。除此之外，就是網狀網絡結構，這是平等原則的網絡結構，網絡當中節點以及和它通信范圍內的全部節點能相互通信，在地位上是平等的，能有效降低數據發送功率和節點能耗，在自我恢復能力上也比較突出。還有就是混合網的結構類型，這是把星型結構和網狀結構混合的一種結構類型。

二、無線傳感器網絡的智能家居系統的設計

無線傳感器網絡智能家居的系統設計過程中，對設備控制器的應用要注意，這是核心的部分，對網絡組建有著積極作用對設備的管理控制也發揮著積極作用。網絡數據傳輸是系統關鍵環境，合理路由協議能對網絡能耗有效節約，能有效延長網絡生命周期。在無線傳感器網絡的智能家居系統設計中，就要注重功能的完善化，傳感器節點能刺激到溫濕度信息和光照以及煙霧等信息，也要能夠完成開關控制的功能。在對網絡協調器節點設計方面，其中就涉及到無線通訊模塊設計的內容，此次的無線模塊芯片主要是采用CC2420芯片，這一芯片的數據速率能達到250Kbps，能高效完成點對多的組網。在通信設計方面，CC2420訪問 FIFO 緩存區有兩個寄存器—— RXFIFO 寄存器和 TXFIFO 寄存器，分別用來訪問接收和發送 FIFO 緩沖區。無線通信的程序是通過系統初始化以及數據的發送和接收幾個重要功能組成[3]。其中在對發送數據方面，主要就是在有發送數據的時候CC2420就會通過TXFIFO寄存器發送的數據包按照順序來寫到混存取TXFIFO當中，進行激活STXON或STXONCCA。而在對數據的接收功能方面，在芯片處在接收狀態的時候，就會將數據保存在緩沖區當中，進行切換兩個引腳值，處理器就讀取寄存器，進行讀取數據包。對無線傳感器網絡的智能家居系統的實際設計當中，對微處理器模塊的設計也是比較重要的。由于是無線收發芯片，而采取的也是SPI總線作為數據以及控制信號傳輸載體，選擇帶有SPI總線微處理器，就有著較多內部資源，有著模數A/D轉換以及總線發展控制器局域網CAN總線接口，對低功率的應用芯片就比較適應。

結語：總上觀之，對無線傳感器的智能家居系統的設計，就要注重功能以及設計原則，保障系統設計的功能在具體的應用中能得以充分發揮。在通過此次對無線傳感器網絡的智能家居系統設計研究下，就能為實際的系統應用提供參考依據，受到篇幅限制本文難以完善分析，希望能起到拋磚引玉的作用有待后來者居上。

參 考 文 獻

[1] 張鴻愷. 基于無線傳感器網絡的智能家居系統設計[J]. 黑龍江科技信息. 2015（09）

[2] 于昕梅，彭鶴挺. 智能家居控制系統設計[J]. 電腦開發與應用. 2016（01）

[3] 侯俊，吳成東，袁中甲，周蕓，張云洲. 基于ZigBee的智能家居安全監控系統研究[J]. 機電工程. 2017（01）