本實用新型涉及智能家居技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于ZigBee嵌入式智能家居管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，當(dāng)前傳統(tǒng)的家居住宅僅作為一個簡單的居住物理空間，在很多方面已經(jīng)不能滿足當(dāng)前人們新的生活習(xí)慣和工作方式的需求。在這樣的背景下，智能家居的概念被人們提出來，智能家居系統(tǒng)也應(yīng)勢而生，并得到迅速發(fā)展。它不僅可以優(yōu)化人們的生活方式，還能在一定程度上緩解社會發(fā)展給人們工作上帶來的的精神壓力，給人們帶去既舒適安全，又簡單輕松的生活。隨著人民生活水平的提高，信息技術(shù)的快速發(fā)展，家居環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)控已越來越成為人們的迫切需求。當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等的迅猛發(fā)展使這一切不再是夢想，智能家居正在越來越廣泛的進(jìn)入到人們的生活之中。

目前很多智能家居產(chǎn)品是針對特定的組網(wǎng)環(huán)境開發(fā)的，直接導(dǎo)致了使用范圍的局限性。另外，缺乏第三方產(chǎn)品，各個接入設(shè)備之間不能兼容，互操作性差，不利于產(chǎn)品的擴(kuò)充，因而進(jìn)一步局限智能家居控制的范圍以及管理的有效性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于解決上述技術(shù)問題，提供一種基于ZigBee嵌入式智能家居管理系統(tǒng)，具有集設(shè)備監(jiān)控、信息采集、報警提示功能于一體的特點。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用了一種基于ZigBee嵌入式智能家居管理系統(tǒng)，包括ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)模塊、嵌入式網(wǎng)關(guān)、Web服務(wù)器和移動客戶端，其中，所述ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)模塊作為內(nèi)網(wǎng)通信使用，用于家庭內(nèi)部各種家電設(shè)備互聯(lián)，所述ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)模塊與負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)連接和協(xié)議轉(zhuǎn)換的所述嵌入式網(wǎng)關(guān)連接，所述ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)模塊包括主控芯片、傳感器、電源模塊、繼電器模塊和射頻模塊，所述主控制芯片分別與所述傳感器、所述電源模塊、所述繼電器模塊、所述射頻模塊連接，所述嵌入式網(wǎng)關(guān)與用于交換遠(yuǎn)程信息與本地信息的所述Web服務(wù)器連接，所述Web服務(wù)器與所述移動客戶端連接，所述Web服務(wù)器連接有用于存儲家用電器狀態(tài)數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)、用戶動作數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫SQLite連接。

進(jìn)一步地，上述技術(shù)方案中，所述繼電器模塊與家電設(shè)備控制模塊連接，電器控制由繼電器模塊完成，繼電器模塊以51單片機(jī)作為控制芯片，串口RXD，TXD連接另一個RFID接收模塊，51單片機(jī)工作內(nèi)容為操控射頻模塊接收端接收射頻模塊發(fā)射端發(fā)射的指令，完成繼電器模塊的操控。繼電器模塊實現(xiàn)對家電設(shè)備的控制。

進(jìn)一步地，上述技術(shù)方案中，所述嵌入式網(wǎng)關(guān)采用S5PV210，S5PV210處理器主頻可達(dá)1GHz，32位內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)2000DMIPS(即每秒運算2億條指令集)的高性能運算能力，對于緩存方面，S5PV210采用了32KB的數(shù)據(jù)/指令一級緩存，512KB的二級緩存，同時其內(nèi)建MFC，具有強(qiáng)大的硬件編碼功能，其存儲控制器支持LPDDR1，LPDDR2和DDR2類型的RAM，可以用于文件系統(tǒng)的掛載，F(xiàn)lash支持Nandflash，Norflash，OneNand等，S5PV210還提供了豐富的外圍接口，為拓展該處理器的功能提供了極大的方便。

進(jìn)一步地，上述技術(shù)方案中，所述主控制芯片為CC2530，核心板底連接了一個RFID射頻收發(fā)器，利用2.4GHz頻段進(jìn)行控制命令的轉(zhuǎn)發(fā)工作。

進(jìn)一步地，上述技術(shù)方案中，所述傳感器包括DH11芯片，DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，傳感器與一個高性能8位單片機(jī)相連接，包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，可以實現(xiàn)溫濕度的采集。

進(jìn)一步地，上述技術(shù)方案中，所述電源模塊包括AMS1117穩(wěn)壓芯片，220V市值電壓經(jīng)過變壓器轉(zhuǎn)換為12V電壓，再由AMS1117穩(wěn)壓芯片將12V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓，為模塊提供穩(wěn)定的電流。

本實用新型所具有的有益效果：1)家用電器的綜合監(jiān)控：對系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)家用電器的設(shè)置參數(shù)進(jìn)行自動檢測，可根據(jù)檢測結(jié)果做出相應(yīng)的反應(yīng)，從而實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)家居電器的監(jiān)控。2)室內(nèi)環(huán)境的信息采集：定期采集室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，主要監(jiān)測濕度、溫度、CO2含量，并將采集到的環(huán)境傳遞到控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理。3)自動報警與安全防盜：當(dāng)檢測到的環(huán)境參數(shù)超出設(shè)定的閾值，或通過人臉識別系統(tǒng)監(jiān)測到陌生人未經(jīng)允許入室，控制系統(tǒng)會做出相應(yīng)的反應(yīng)，并將警報信息發(fā)送到家庭成員的客戶端上。4)視頻采集的點對點處理：采用P2P網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備的視頻采集、壓縮與解壓縮處理、快速傳送。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本實用新型ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)模塊的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明。

如圖1、圖2所示，本實用新型提供一種基于ZigBee嵌入式智能家居管理系統(tǒng)，包括ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)模塊、嵌入式網(wǎng)關(guān)、Web服務(wù)器和移動客戶端，其中，所述ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)模塊作為內(nèi)網(wǎng)通信使用，用于家庭內(nèi)部各種家電設(shè)備互聯(lián)，所述ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)模塊與負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)連接和協(xié)議轉(zhuǎn)換的所述嵌入式網(wǎng)關(guān)連接，所述ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)模塊包括主控芯片、傳感器、電源模塊、繼電器模塊和射頻模塊，所述主控制芯片分別與所述傳感器、所述電源模塊、所述繼電器模塊、所述射頻模塊連接，所述嵌入式網(wǎng)關(guān)與用于交換遠(yuǎn)程信息與本地信息的所述Web服務(wù)器連接，所述Web服務(wù)器與所述移動客戶端連接，所述Web服務(wù)器連接有用于存儲家用電器狀態(tài)數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)、用戶動作數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫SQLite連接。

所述繼電器模塊與家電設(shè)備控制模塊連接，電器控制由繼電器模塊完成，繼電器模塊以51單片機(jī)作為控制芯片，串口RXD，TXD連接另一個RFID接收模塊，51單片機(jī)工作內(nèi)容為操控射頻模塊接收端接收射頻模塊發(fā)射端發(fā)射的指令，完成繼電器模塊的操控。繼電器模塊實現(xiàn)對家電設(shè)備的控制。

所述嵌入式網(wǎng)關(guān)采用S5PV210，S5PV210處理器主頻可達(dá)1GHz，32位內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)2000DMIPS(即每秒運算2億條指令集)的高性能運算能力，對于緩存方面，S5PV210采用了32KB的數(shù)據(jù)/指令一級緩存，512KB的二級緩存，同時其內(nèi)建MFC，具有強(qiáng)大的硬件編碼功能，其存儲控制器支持LPDDR1，LPDDR2和DDR2類型的RAM，可以用于文件系統(tǒng)的掛載，F(xiàn)lash支持Nandflash，Norflash，OneNand等，S5PV210還提供了豐富的外圍接口，為拓展該處理器的功能提供了極大的方便。

所述主控制芯片為CC2530，核心板底連接了一個RFID射頻收發(fā)器，利用2.4GHz頻段進(jìn)行控制命令的轉(zhuǎn)發(fā)工作。

所述傳感器包括DH11芯片，DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，傳感器與一個高性能8位單片機(jī)相連接，包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，可以實現(xiàn)溫濕度的采集。

所述電源模塊包括AMS1117穩(wěn)壓芯片，220V市值電壓經(jīng)過變壓器轉(zhuǎn)換為12V電壓，再由AMS1117穩(wěn)壓芯片將12V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓，為模塊提供穩(wěn)定的電流。

嵌入式網(wǎng)關(guān)主要進(jìn)行ZigBee協(xié)議與TCP/IP協(xié)議之間信息的傳輸，用戶通過移動客戶端在外網(wǎng)中遠(yuǎn)程登陸到Web服務(wù)器中，向家庭內(nèi)部的局域網(wǎng)發(fā)送控制信息，依據(jù)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行傳輸，到達(dá)嵌入式網(wǎng)關(guān)后，嵌入式網(wǎng)關(guān)存儲信息，并將信息包裝成可由ZigBee協(xié)議進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型，向家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息；同時家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)也可以把處理后的反饋信息通過以上路徑發(fā)送給嵌入式網(wǎng)關(guān)，嵌入式網(wǎng)關(guān)存儲信息，并將其包裝成可以在外網(wǎng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型，最后通過TCP/IP協(xié)議反應(yīng)到移動客戶端中。即嵌入式網(wǎng)關(guān)在智能家居系統(tǒng)中起到了連接外網(wǎng)和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，完成信息傳輸?shù)群诵墓δ堋?/p>

采用SQLite來搭建系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，包含3張數(shù)據(jù)表：1)家用電器狀態(tài)數(shù)據(jù)表，定時存儲系統(tǒng)內(nèi)家電設(shè)備的狀態(tài)，以便查詢和反饋；2)溫濕度數(shù)據(jù)表，定時存儲各節(jié)點的溫濕度數(shù)據(jù)供查詢及繪制曲線；3)用戶動作數(shù)據(jù)表，當(dāng)用戶發(fā)生動作時記錄用戶的操作時間、操作內(nèi)容、操作節(jié)點，以供為優(yōu)化系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

本實用新型的說明書和附圖被認(rèn)為是說明性的而非限制性的，在本實用新型基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要創(chuàng)造性的勞動就可以對其中一些技術(shù)特征做出一些替換和變形，均在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。