基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统设计

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基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统设计

发布日期： 2013-11-25 发布：  

  2013年17期目录       本期共收录文章20篇

　　摘 要 随着社会经济的飞速发展，人民生活水平的迅速提高，人们对家居生活的品质提出了更高的要求。基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统由于其能耗和成本相对较低、组网较便捷、安全性高等优点，相对来说比较适合智能家居的发展要求，迅速成为智能家居系统设计研究的重点。基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统的设计、开发和利用，对人们提高家居生活的品质和品位提供了一个很好的手段。本文解析ZIGBEE技术，分析基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统的技术结构，探究基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统。
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　　关键词 ZIGBEE；物联网；智能家居系统设计
　　中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）17-0032-01
　　智能家居系统的发展和更新换代已经经历了四代的变革，智能家居系统也在实践中不断的完善和优化。当今，智能家居系统的发展趋势是朝着自动化、实时化、高效化、稳定化的方向逐步发展。基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统的建立正是对前几代智能家居系统的继承和发展，它也在不断的发现问题、解决问题，实现智能家居系统的更新换代升级。这么做就是为了更好地满足人们对智能家居系统的高品质、高品位的需求。用户通过对智能管理系统的充分利用，可以让家居生活变得更舒适、更安全、更有品位。
　　1 ZIGBEE技术的解析
　　ZIGBEE技术是一种新型的技术升级，它介于无线标记技术和蓝牙之间，主要用于近距离的无线连接，其目标是为了实现低能耗、低成本、近距离、高安全性的双向通信。它的标准是由IEEE802.15技术委员会制定的。它有三种可供使用的频段，分别针对的是美国、欧洲和其他地区。ZIGBEE技术作为一种新兴的技术，它具有以下技术特点。
　　1.1 是网络容量大
　　通过ZIGBEE技术建立起来的网络最多可以包含255个网络节点，如果再加上网络协调器，整个网络最多可以容纳6400个ZIGBEE网络节点。
　　1.2 强大的兼容性
　　使用ZIGBEE技术可以与现有的控制网络交互链接，无任何抵制。
　　1.3 数据传输可靠
　　ZIGBEE技术采用了碰撞避免机制来保障传输数据的可靠性，通过一定的技术支持，可以实现避免发送数据的竞争和冲突，同时每个发送的数据必须保证接收方接收信息并予以确认。
　　2 基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统的技术结构
　　以ARM微处理器为中心，建立家庭网关平台，对外通过互联网连入公共网络，对内通过ZIGBEE的物联网在家用电器和其他设施中通过局域网连接。
　　使用ARM微处理器芯片S3C2440作为智能家居系统的主要控制器，利用ZIGBEE芯片JN5121组成只能家居控制系统，，将家庭中的其他控制器与ZIGBEE无线节点模块相结合，拓展出更多的功能模块。
　　在WEB服务器和通用网管程序的基础上实现家庭主控制器对家用电器与安全防卫的本地和远程监控，完善嵌入式家庭网关设计程序。
　　3 基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统
　　ZIGBEE技术应用在家居系统上，它的主体结构主要是由一个ZIGBEE协调器分节点和3个ZIGBEE终端器组成，3个ZIGBEE终端器节点分别连接门禁系统、电气系统和温湿度传感器，然后通过无线信号传输器把传感器数据传输给协调器节点，再由家居智能系统终端控制器和处理器作出处置。
　　在基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统中，ZIGBEE家庭无线网络是这个智能系统中最重要的部分，它的主要功能是对家庭中的各种信息进行监控，采集各种数据并收集各种有用信息，保存并传输给家庭网关中。家庭网关是家庭内部网与外部网进行信息交换的核心，它的主要功能就是保证通信协议的转换和信息的实时传递。用户可以通过互联网、移动通信网络与智能家居系统的互通，对家中的信息实行实时监控。
　　在一个ZIGBEE网络中，ZIGBEE的网络拓扑结构主要有星形网、网状网和混合型。基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统主要采用T1公司开发出的CC2430芯片来实现ZIGBEE网络通信。在这几种结构中，以网络网的功能最强大，它可以通过“多级跳”的方式来实现通信；星形网则具有简单、简洁和能耗低的优点，它的使用对象主要针对家庭的小规模应用，适合距离较近、复杂度较低的情况；而混合型的网络则介于两者之间。
　　通过利用T1公司的CC2430的ZIGBEE协议线，再通过设计出的各个节点的应用层软件，协调器节点上的系统进行初始化工作，等待家庭网关发送命令建立网络，ZIGBEE通信网网络建立后，等待终端的加入。在接收到家庭网关的命令后，在网络中发送监测的命令。这样形成循环模式，在收到终端的监测数据后再实时传送给家庭网关。
　　4 结束语
　　基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统的设计和更新顺应了智能家居系统的发展趋势，在不断的优化、更新中，不断满足人们对于智能家居系统的高品质、高品位的需求。虽然，从前来看，基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统仍旧存在这样和那样的问题，但从总体上看，基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统基本上满足了人们对于家居系统的特定需求。
　　基于ZIGBEE的物联网的智能家居系统凭借着ZIGBEE技术的低能耗、低成本、近距离、高安全性的优点，对人们提高家居生活的品质和品位提供了一个很好的手段，它完全能够适应今后智能家居的发展需求。
　　参考文献
　　[1]周珊，蔡长青，舒英利.基于ZIGBEE的智能家居系统设计[J].科技论坛，2013（42）.
　　[2]吴铁洲，周慧军.基于ZIGBEE技术的智能家居系统设计[J].湖北工业大学学报，2010（81）.
　　[3]孙雯.基于ZigBee的物联网智能家居系统研制[D].西安电子科技大学，2011.

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