一種基于Zigbee技術(shù)和ARM11智能家居控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及智能家居系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是一種基于Zigbee技術(shù)和ARMll智能家居控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]世界上第一棟智能建筑1984年在美國康涅迪格州出現(xiàn)，當(dāng)時只是對一座舊式大樓進行了一定程度的改造，采用計算機系統(tǒng)對大樓的空調(diào)、電梯、照明等設(shè)備進行監(jiān)控和控制，并提供語言通信、電子郵件和情報資料等方面的信息服務(wù)。隨之而來，美國、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞的經(jīng)濟比較發(fā)達的國家先后提出了各種智能家居的方案。智能家居在美國、德國、新加坡、日本等國都有廣泛的應(yīng)用。其中比較重要的有下述幾個系統(tǒng):美國的X-1On CEBU (Con sumer Electronic Bus)、L0NW0RKS;日本的 HBS(Home Bus System);歐洲的EIB(European Installat1n Bus)和EHS(European Home System)等。
[0003]上個世紀，在美國、日本、新加坡等國家已有少數(shù)居民安裝了“家庭智能化系統(tǒng)”，隨著科技的進步發(fā)展相信21世紀將會有更多的住宅安裝上這一類高科技智能化系統(tǒng)。近些年來，美國有一種占據(jù)市場主流的產(chǎn)品X-10，銷售已經(jīng)超過I億個，設(shè)計戶型為單體戶別墅，應(yīng)用多為舊房改造，僅在美國便超過400萬個家庭在使用。但這些產(chǎn)品技術(shù)限制較多，并不適合在我國原樣照搬使用。而且，三星已經(jīng)開始在中、韓兩國同時推出其智能家居系統(tǒng)，通過機頂盒和網(wǎng)絡(luò)，將家居自動化控制、信息家電、安防設(shè)備以及娛樂和信息中心這四部分集成一個全面的，面向?qū)拵Щヂ?lián)網(wǎng)的家居控制網(wǎng)絡(luò)。
[0004]住宅智能化將是人類住宅的又是一場新的革命。今年來在我國，高科技和信息技術(shù)正在由智能大廈走向智能住宅小區(qū)，進而走進家庭?，F(xiàn)代社會的家庭正在以家庭智能化帶來的多元化信息和安全、舒適、便利的生活環(huán)境，作為一個理想的目標(biāo)來追求。國家也早在《2000年小康型城鄉(xiāng)住宅科技產(chǎn)業(yè)工程項目實施方案》中，將建設(shè)智能化小康示范小區(qū)列入國家重點的發(fā)展方向。因此也就必然促使智能大廈建設(shè)向智能化住宅小區(qū)，乃至向家庭智能化的方向發(fā)展。
[0005]目前，國內(nèi)一些傳統(tǒng)家電業(yè)的巨頭如海爾、創(chuàng)維、TCL、科龍、海信等已經(jīng)進入智能化家居市場。而先進入該領(lǐng)域的一些企業(yè)基本都推出了各自的產(chǎn)品，如清華同方推出的經(jīng)濟型智能化家庭設(shè)備“e-home數(shù)字家園”系統(tǒng)已經(jīng)得到了一定程度的應(yīng)用。
[0006]傳統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)一般是的方式來組建的，L0NW0RKS、CEBUS、X-10、RS485、CANBUS、Ethernet等。其中X-10是智能型家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中被廣泛采用的技術(shù)，主要是因為價格便宜及部分消費者可自行裝配。以上各種技術(shù)分別對應(yīng)不同的應(yīng)用場合，一下技術(shù)發(fā)展已經(jīng)相對比較成熟，而且在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)具有一定的標(biāo)準(zhǔn)和通用性，但普遍還存在以下缺點。
[0007]1、基于有線方案，布線麻煩，增加設(shè)備需要重新布線，而且影響美觀。
[0008]2、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，智能家居內(nèi)部設(shè)備的通信和控制沒有一個國際上的統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)，家居設(shè)備在家庭內(nèi)部的編碼方式隨便混亂。
[0009]3、對PC的依賴，傳統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)中的家電需要依靠家庭內(nèi)部PC，否則家庭內(nèi)部的管理就無法進行，無論是升級和維護都不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種基于Zigbee技術(shù)和ARMll智能家居控制系統(tǒng)及其控制方法，以ARM微處理器為中心建立家庭網(wǎng)關(guān)硬件平臺，對外通過寬帶及公共電話網(wǎng)接入公共網(wǎng)絡(luò)，對內(nèi)將家用電器及其他聯(lián)網(wǎng)設(shè)施通過家庭內(nèi)部Zigbee無線局域網(wǎng)連接成一體，實現(xiàn)信息家電、安全防范的集中管理。
[0011]本發(fā)明的系統(tǒng)采用以下方案實現(xiàn):一種基于Zigbee技術(shù)和ARMll智能家居控制系統(tǒng)，具體包括室內(nèi)Zigbee模塊、GSM網(wǎng)絡(luò)模塊、WIFI無線網(wǎng)絡(luò)模塊、嵌入式網(wǎng)關(guān)、計算機;所述室內(nèi)Zigbee模塊包括Coordinator協(xié)調(diào)器、Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)模塊、家用電器、傳感器;所述計算機通過網(wǎng)絡(luò)連接至所述嵌入式網(wǎng)關(guān)，所述嵌入式網(wǎng)關(guān)通過串口 UART連接至所述室內(nèi)Zigbee模塊的Coordinator協(xié)調(diào)器，所述Coordinator協(xié)調(diào)器與所述家用電器、傳感器通過所述Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)模塊連接;所述嵌入式網(wǎng)關(guān)通過所述GSM網(wǎng)絡(luò)模塊以及WIFI無線網(wǎng)絡(luò)模塊連接至移動智能終端;所述嵌入式網(wǎng)關(guān)采用ARM微處理器。
[0012]進一步地，所述家用電器包括空調(diào)、加濕器、電動窗簾、報警鈴、門鈴、燈具。
[0013]進一步地，所述傳感器包括溫濕度傳感器、光照強度傳感器、煙霧傳感器、人體紅外傳感器。
[0014]進一步地，所述溫濕度傳感器采用DHTll;光照強度傳感器采用BH1750;煙霧傳感器采用MQ-2煙霧氣敏傳感器模塊;人體紅外傳感器采用HC-SR501.進一步地，所述Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)模塊的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采用TI的CC2530芯片。
[0015]CC2530是用于2.4GHz、IEEE 802.15.4、ZigBee和RF4CE應(yīng)用的一個真正的片上系統(tǒng)(SOC)解決方案。它能夠以非常低的總的材料成本建立強大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。CC2530采用了適應(yīng)2.4-GHz IEEE 802.15.4的RF收發(fā)器，低功耗，微控制器，8-KB RAM和許多其他強大的功能。CC2530 有四種不同的閃存版本:CC2530F32，CC2530F64，CC2530F128，CC2530F256，分別具有32，64,128,256KB的閃存。CC2530擁有不同的運行模式，使得它適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng)。運行模式之間的轉(zhuǎn)換時間短進一步確保了低能源消耗。
[0016]本發(fā)明還提供了一種基于上文所述的基于Zigbee技術(shù)和ARMll智能家居控制系統(tǒng)的控制方法，具體為:用戶通過計算機的Web瀏覽器登陸用戶管理系統(tǒng)，利用網(wǎng)絡(luò)遠程訪問家庭內(nèi)部的嵌入式網(wǎng)關(guān)，嵌入式網(wǎng)關(guān)中的服務(wù)器會根據(jù)用戶的需求通過串口 UATR向室內(nèi)Zi gbee網(wǎng)絡(luò)模塊的Coordinator協(xié)調(diào)器發(fā)送控制命令，同時Coordinator協(xié)調(diào)器通過所述Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)模塊向所述家用電器以及傳感器發(fā)送命令；室內(nèi)的傳感器數(shù)據(jù)通過Coordinator協(xié)調(diào)器、串口 UATR、嵌入式網(wǎng)關(guān)向遠程的計算機端傳送采集的數(shù)據(jù)；當(dāng)所述傳感器檢測到室內(nèi)環(huán)境發(fā)生異?；蛴腥朔欠ㄟM入時，通過GSM網(wǎng)絡(luò)模塊向用戶手機發(fā)出報警信號。
[0017]較佳的，當(dāng)傳感器采集到報警數(shù)據(jù)時利用室內(nèi)Zigbee網(wǎng)絡(luò)模塊向協(xié)調(diào)器(Coordinator)發(fā)生報警信號，再通過串口(UATR)向嵌入式網(wǎng)關(guān)傳送報警信號，最后通過GSM網(wǎng)絡(luò)向用戶的手機發(fā)出報警信號。
[0018]進一步地，智能移動終端終端通過WIFI無線網(wǎng)絡(luò)模塊與所述嵌入式網(wǎng)關(guān)相連，用以控制家用電器和傳感器。
[0019]進一步地，所述PC端用戶管理系統(tǒng)可用C#語言編程。
[0020]進一步地，所述嵌入式網(wǎng)關(guān)采用ARMl I和Linux系統(tǒng)。
[0021]進一步地，所述Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)模塊的節(jié)點采用TI的CC2530芯片，其組網(wǎng)方式為網(wǎng)狀型，且除了所述Coordinator協(xié)調(diào)器外其他傳感節(jié)點和控制節(jié)點均為路由，用以保證當(dāng)一節(jié)點不能工作時其他節(jié)點不會所到影響。
[0022]特別的，在室內(nèi)Zigbee模塊的傳感器節(jié)點采集室內(nèi)各個角落的環(huán)境數(shù)據(jù)，通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)模塊傳給Zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點，再通過串口(UATR)向嵌入式網(wǎng)關(guān)傳送數(shù)據(jù)，最后通過Internet網(wǎng)絡(luò)向遠程的PC端的Web瀏覽器登陸用戶管理系統(tǒng)傳輸傳感器數(shù)據(jù)。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的系統(tǒng)Zigbee技術(shù)、Internet網(wǎng)絡(luò)和GSM網(wǎng)絡(luò)，脫離對PC的依賴，為用戶提供一個安全、舒適、便利的生活環(huán)境。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理框圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0026]如圖1所示，本實施例提供了一種基于Zigbee技術(shù)和ARMlI智能家居控制系統(tǒng)，具體包括室內(nèi)Zigbee模塊、GSM網(wǎng)絡(luò)模塊、WIFI無線網(wǎng)絡(luò)模塊、嵌入式網(wǎng)關(guān)、計算機;所述室內(nèi)Zigbe