基于WiFi構建的智能家居系統(tǒng)綜合接入及控制裝置

　　系統(tǒng)框圖

　　本作品為一套智能家居系統(tǒng)綜合接入裝置，覆蓋WiFi、Zigbee無線網(wǎng)絡、以及紅外遙控，通過智能手機和Internet網(wǎng)絡實現(xiàn)遠距離實時地對家中環(huán)境信息的監(jiān)控和對家用設備的操控，從而實現(xiàn)家居生活的智能化，極大地提高家居生活的便利性和舒適度。

　　系統(tǒng)功能

　　(1)實現(xiàn)綜合接入裝置的WiFi、Zigbee網(wǎng)絡、紅外遙控接口等功能。

　　(2)綜合接入裝置接入Internet網(wǎng)絡功能，綁定IP地址，實現(xiàn)家居控制的服務器功能。

　　(3)Zigbee網(wǎng)絡實現(xiàn)溫、濕度等傳感器的數(shù)據(jù)采集與傳輸，通過WiFi發(fā)送到手機實時顯示。

　　(4)通過紅外模塊，實現(xiàn)各類遙控器按鍵功能的學習、存儲與發(fā)射，從而使遙控器成為虛擬設備奠定基礎。

　　(5)安卓手機軟件設計，實現(xiàn)從網(wǎng)絡上獲取家居信息、遙控器代碼信息，實現(xiàn)遠距離地操控家居設備。

　　系統(tǒng)分析設計

　　系統(tǒng)主機部分的分析與設計

　　在本系統(tǒng)中，主機部分主要由嵌入式平臺、WiFi通訊模塊、Zigbee通訊模塊、以及紅外學習及遙控模塊等電路構成。用戶通過Android智能手機軟件遠程訪問主機的服務器，主動獲取監(jiān)控信息(如溫度，濕度等)，通過紅外學習遙控裝置可以隨心所欲地控制家中相關電器。若用戶在家中則可以通過WiFi網(wǎng)絡實現(xiàn)上述功能。通過該主機上搭載的各個模塊，實現(xiàn)不同設備之間通訊協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換，從而達到各種家用設備的無縫接入。

　　此部分設計的目標為：獲得傳感器所采集到的信息，經(jīng)過預處理、數(shù)字化后，在存儲介質(zhì)中存儲，每采集一組信息后進行相應處理。與普通的數(shù)據(jù)傳輸不同，本系統(tǒng)采用的是無線技術進行信息的遠距離傳輸。根據(jù)以上任務的需求，該微處理系統(tǒng)必須有較高的處理速度，滿足功耗和成本的要求。為此，我們選擇了ARM11(S3C6410)芯片作為主機系統(tǒng)的處理器，并且采用Linux作為主機的操作系統(tǒng)，開發(fā)出一套基于嵌入式技術的智能家居系統(tǒng)，以滿足系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的性能需求，并且具有較高的拓展性。

　　監(jiān)測節(jié)點部分的分析與設計

　　各監(jiān)測節(jié)點電路主要由Zigbee芯片、天線、其他傳感器件構成。Zigbee可以容易地擴展傳感器件，實現(xiàn)更多的監(jiān)測功能。當傳感器件檢測到居室有不安全狀況出現(xiàn)時，啟動監(jiān)控節(jié)點電路，然后將數(shù)據(jù)通過Zigbee內(nèi)置的無線收發(fā)模塊，發(fā)送給主機。

　　本系統(tǒng)實現(xiàn)的是室內(nèi)溫濕度的采集，采用的是DHT11數(shù)字溫濕度傳感器，它是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數(shù)字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。每個DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數(shù)以程序的形式儲存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達20米以上，使其成為各類應用甚至最為苛刻的應用場合的最佳選則。