基于ZigBee的智能家居控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于ZigBee的智能家居控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息科技的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人們對(duì)家居生活的安全性、高效性和智能性都提出了更高的要求。智能家居是以家庭住宅為平臺(tái)，利用綜合布線技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)等集成各種家用電器、安防設(shè)施，通過(guò)綜合管理和監(jiān)控，為人們構(gòu)建更加節(jié)能、舒適、便利且安全的生活環(huán)境。
[0003]傳統(tǒng)智能家居控制是采用有線連接，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型提供一種基于ZigBee的智能家居控制系統(tǒng)，利用傳感器實(shí)時(shí)采集環(huán)境信息，通過(guò)ZigBee模塊傳送給主控設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)家電控制、智能安防、實(shí)時(shí)監(jiān)控等功會(huì)K。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種基于ZigBee的智能家居控制系統(tǒng)，包括ARM Cortex_A8處理器，該ARMCortex-AS處理器分別連接有ZigBee網(wǎng)關(guān)模塊、無(wú)線通訊模塊、監(jiān)控顯示模塊及電源電路，所述ZigBee網(wǎng)關(guān)模塊連接有家庭安防系統(tǒng)和實(shí)體終端控制模塊，所述無(wú)線通訊模塊通過(guò)以太網(wǎng)連接有手持設(shè)備或PC機(jī)。
[0007]所述家庭安防系統(tǒng)包括用于室內(nèi)環(huán)境煙霧檢測(cè)的煙霧傳感器、用于探測(cè)空氣溫度和濕度的溫濕度傳感器、用于探測(cè)積水的水浸傳感器以及用于防盜的紅外人體感應(yīng)器和門磁。
[0008]所述實(shí)體終端控制模塊包括至少一個(gè)繼電器模塊，該繼電器模塊接入實(shí)體終端的線路中，控制實(shí)體終端的開(kāi)啟與關(guān)閉，其中實(shí)體終端包括風(fēng)扇、電動(dòng)窗簾、LED燈和報(bào)警裝置。
[0009]所述無(wú)線通訊模塊包括GPRS通訊模塊、3G通訊模塊、WIFI通訊模塊和Bluetooth豐旲塊。
[0010]所述監(jiān)控顯示模塊包括IXD液晶顯示屏和視頻監(jiān)控裝置。
[0011]本實(shí)用新型智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以通過(guò)ZigBee技術(shù)組建無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)WSN (Wireless Sensor Network)，將環(huán)境中相關(guān)ZigBee網(wǎng)關(guān)模塊加入到網(wǎng)絡(luò)中，利用各個(gè)傳感器對(duì)家庭各類傳感器組成的家庭安防系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，采集后的數(shù)據(jù)將通過(guò)ZigBee網(wǎng)關(guān)模塊傳遞給Cortex_A8處理器，該Cortex_A8處理器主要負(fù)責(zé)無(wú)線終端節(jié)點(diǎn)信息的管理、處理及控制各終端節(jié)點(diǎn)的運(yùn)作，完成不同網(wǎng)絡(luò)間協(xié)議的轉(zhuǎn)換，將處理后的指令反饋給ZigBee節(jié)點(diǎn)來(lái)控制實(shí)體終端控制模塊，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)通斷或聲光報(bào)警。手持設(shè)備和PC機(jī)可以利用WIFI網(wǎng)絡(luò)連接到以太網(wǎng)，達(dá)到遠(yuǎn)程控制家電、智能安防或查看監(jiān)控視頻的目的。
[0012]由以上技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型利用傳感器實(shí)時(shí)采集環(huán)境信息，通過(guò)ZigBee網(wǎng)關(guān)模塊傳送給主控設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)家電控制、智能安防、實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能；用戶還可通過(guò)手機(jī)、便攜式設(shè)備隨機(jī)登錄到系統(tǒng)Cortex-AS智能家居控制終端讀取或者控制設(shè)備數(shù)據(jù)；系統(tǒng)可穩(wěn)定接收到各傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)，具有功能強(qiáng)大，低功耗，操作簡(jiǎn)便，綠色環(huán)保等特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式作詳細(xì)的說(shuō)明。
[0015]本實(shí)用新型提供一種基于ZigBee的智能家居控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)藍(lán)牙、UWB、Wi_F1、紅外及ZiBee幾種無(wú)線通信技術(shù)在工作頻段、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、通信距離、傳輸速率等方面的比較，再針對(duì)智能家居網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸量小，傳輸速度不高，要盡量縮短時(shí)延并保證較好的實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)ZigBee技術(shù)最適合應(yīng)用于智能家居無(wú)線通信，它是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，具有易組網(wǎng)、低成本、低功耗、短時(shí)延、高安全等優(yōu)點(diǎn)，在智能家居、智能社區(qū)、醫(yī)療監(jiān)控、工業(yè)控制等領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用前景。
[0016]如圖1所示，所述智能家居控制系統(tǒng)包括ARM Cortex-A8處理器1，該ARMCortex-AS處理器分別連接有ZigBee網(wǎng)關(guān)模塊2、無(wú)線通訊模塊3、監(jiān)控顯示模塊4及電源電路5，所述ZigBee網(wǎng)關(guān)模塊連接有家庭安防系統(tǒng)6和實(shí)體終端控制模塊7，所述無(wú)線通訊模塊通過(guò)以太網(wǎng)連接有手持設(shè)備8或PC機(jī)9。
[0017]本系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)前比較穩(wěn)定的Android 4.0操作系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)中主控制板選用了SAMSUNG公司S5PV210開(kāi)發(fā)板，基于ARM Cortex_A8處理器內(nèi)核，運(yùn)行主頻為1GHZ，配置了512MB DDR2 RAM 內(nèi)存，MLC NAND Flash 容量為 2GB，內(nèi)置PowerVR SGX540 高性能圖形引擎，支持流暢的2D/3D圖形加速。
[0018]本實(shí)施例采用TI公司最新推出的CC2530芯片作為ZigBee無(wú)線通信主芯片，基于2.4GHZ，IEEE 802.15.4的RF收發(fā)器、標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型8051 CPU，可編程256KB閃存和一些其他強(qiáng)大功能，該芯片擁有豐富的外接端口，可運(yùn)行在多種模式下滿足各種系統(tǒng)不同環(huán)境下低功耗要求，是一個(gè)真正的片上系統(tǒng)SoC解決方案。
[0019]ZigBee網(wǎng)關(guān)模塊2主要是完成終端節(jié)點(diǎn)或路由節(jié)點(diǎn)采集的信息，然后通過(guò)串口將接收到的信息實(shí)時(shí)傳輸給處理器。ZigBee其他節(jié)點(diǎn)模塊中則配置了水浸傳感器61防止廚衛(wèi)設(shè)施造成漏水事故，溫濕度傳感器62用于精確測(cè)量室內(nèi)相對(duì)濕度與溫度，煙霧傳感器63用于監(jiān)測(cè)室內(nèi)環(huán)境煙霧，人紅外人體感應(yīng)器和門磁64用于判斷是否有人進(jìn)出，所述水浸傳感器61、溫濕度傳感器62、煙霧傳感器63以及人體感應(yīng)器和門磁64構(gòu)成了家庭安防系統(tǒng)6。采集后的數(shù)據(jù)將通過(guò)2.4GHZ無(wú)線以及Zstack協(xié)議棧傳遞給Cortex_A8處理器。
[0020]所述實(shí)體終端控制模塊7包括至少一個(gè)繼電器模塊71，該繼電器模塊接入實(shí)體終端的線路中，控制實(shí)體終端的開(kāi)啟與關(guān)閉，其中實(shí)體終端包括風(fēng)扇72、電動(dòng)窗簾73、LED燈74和報(bào)警裝置75。
[0021]所述無(wú)線通訊模塊3包括GPRS通訊模塊31、3G通訊模塊32、WIFI通訊模塊33和Bluetooth模塊34，所述監(jiān)控顯示模塊4包括IXD液晶顯示屏41和視頻監(jiān)控裝置42。
[0022]本系統(tǒng)需要在手機(jī)或者PC端登錄App軟件查看是否能夠與網(wǎng)關(guān)服務(wù)器正常連接，對(duì)室內(nèi)傳感器節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行采集和查詢并控制各節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)。在調(diào)控過(guò)程中，我們還對(duì)傳感器與協(xié)調(diào)器之間網(wǎng)絡(luò)通信距離進(jìn)行了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)丟包測(cè)試，發(fā)現(xiàn)在室內(nèi)外沒(méi)有障礙物情況下，采用ZigBee技術(shù)傳輸距離可以達(dá)到10米以上，數(shù)據(jù)基本沒(méi)有丟失現(xiàn)象，數(shù)據(jù)傳輸比較穩(wěn)定可靠。
[0023]以上所述實(shí)施方式僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于ZigBee的智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于，包括ARM Cortex_A8處理器，該ARM Cortex-A8處理器分別連接有ZigBee網(wǎng)關(guān)模塊、無(wú)線通訊模塊、監(jiān)控顯示模塊及電源電路，所述ZigBee網(wǎng)關(guān)模塊連接有家庭安防系統(tǒng)和實(shí)體終端控制模塊，所述無(wú)線通訊模塊通過(guò)以太網(wǎng)連接有手持設(shè)備或PC機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于，所述家庭安防系統(tǒng)包括用于室內(nèi)環(huán)境煙霧檢測(cè)的煙霧傳感器、用于探測(cè)空氣溫度和濕度的溫濕度傳感器、用于探測(cè)積水的水浸傳感器以及用于防盜的紅外人體感應(yīng)器和門磁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于，所述實(shí)體終端控制模塊包括至少一個(gè)繼電器模塊，該繼電器模塊接入實(shí)體終端的線路中，控制實(shí)體終端的開(kāi)啟與關(guān)閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于，所述實(shí)體終端包括風(fēng)扇、電動(dòng)窗簾、LED燈和報(bào)警裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線通訊模塊包括GPRS通訊模塊、3G通訊模塊、WIFI通訊模塊和Bluetooth模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能家居控制系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控顯示模塊包括LCD液晶顯示屏和視頻監(jiān)控裝置。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種基于ZigBee的智能家居控制系統(tǒng)，包括ARM Cortex-A8處理器，該ARM Cortex-A8處理器分別連接有ZigBee網(wǎng)關(guān)模塊、無(wú)線通訊模塊、監(jiān)控顯示模塊及電源電路，所述ZigBee網(wǎng)關(guān)模塊連接有家庭安防系統(tǒng)和實(shí)體終端控制模塊，所述無(wú)線通訊模塊通過(guò)以太網(wǎng)連接有手持設(shè)備或PC機(jī)。本實(shí)用新型利用傳感器實(shí)時(shí)采集環(huán)境信息，通過(guò)ZigBee網(wǎng)關(guān)模塊傳送給主控設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)家電控制、智能安防、實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能；用戶還可通過(guò)手機(jī)、便攜式設(shè)備隨機(jī)登錄到系統(tǒng)Cortex-A8智能家居控制終端讀取或者控制設(shè)備數(shù)據(jù)；系統(tǒng)可穩(wěn)定接收到各傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)，具有功能強(qiáng)大，低功耗，操作簡(jiǎn)便，綠色環(huán)保等特點(diǎn)。
【IPC分類】G05B19-418, G05B15-02
【公開(kāi)號(hào)】CN204479934
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520144583
【發(fā)明人】戴澤淼, 丁守寶, 王志宏, 付賢政, 王勝, 熊良平
【申請(qǐng)人】安徽國(guó)防科技職業(yè)學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年3月15日