基于Linux系統(tǒng)和ZigBee的智能家居系統(tǒng)
摘要:根據(jù)現(xiàn)代家居的發(fā)展需求,提出了一種智能家居系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案,以ARM11S3C6410為核心處理器,Linux嵌入式系統(tǒng)為家居總中心監(jiān)控系統(tǒng),使用LinuxQt完成了控制程序及人機(jī)界面的編寫,采用GPRS通信技術(shù)完成了系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通信及監(jiān)控,組建基于ZigBee無線通信技術(shù)的系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),并完成了對家電的基于統(tǒng)一協(xié)議的控制,實(shí)現(xiàn)了家居的智能化。
關(guān)鍵詞:智能家居;GPRS;通信技術(shù);ZigBee;遠(yuǎn)程控制
0 引言
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展以及人們對生活要求的不斷提高,實(shí)現(xiàn)家庭智能的遠(yuǎn)程監(jiān)控已經(jīng)成為必然的趨勢。國家建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心提出住宅小區(qū)要實(shí)現(xiàn)六項(xiàng)智能化要求,其中包括實(shí)行安全防范自動(dòng)化監(jiān)控管理:對住宅的火災(zāi)、有害氣體的泄漏實(shí)行自動(dòng)報(bào)警;防盜報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)安裝紅外或微波等各種類型報(bào)警探測器;系統(tǒng)應(yīng)能與計(jì)算機(jī)安全綜合管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng);計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能對防盜報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行集中管理和控制。隨著GPRS遠(yuǎn)程通信技術(shù)和短距離無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,智能家居的監(jiān)控技術(shù)也逐步成熟,GPRS網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)是通信公司推出的一項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸通信業(yè)務(wù),在GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi),傳輸距離不受限制,通信費(fèi)用相對低廉,傳輸速率較快。ZigBee短距離無線通信技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通信技術(shù),主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。本文解決了家庭智能嵌入式系統(tǒng)、GPRS遠(yuǎn)程通信、ZigBee無線通信、家電解碼及編碼、家居控制協(xié)議等相關(guān)技術(shù)難點(diǎn),分析了其各自基本特點(diǎn)和所要實(shí)現(xiàn)的基本功能,并在此基礎(chǔ)上提出了基于Linux嵌入式系統(tǒng)和ZigBee網(wǎng)絡(luò)及GPRS無線通信的智能家居系統(tǒng)的總體解決方案。
1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案
智能家居網(wǎng)絡(luò)指的是在一個(gè)家居中建立一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò),將各種家電設(shè)備互相連接起來,實(shí)現(xiàn)對所有智能家居網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備的遠(yuǎn)程使用和控制及任何要求的信息交換,如音樂、門窗、電源、電視或數(shù)據(jù)等等。智能家居網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架包括家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智能家居控制器以及智能家居網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通信。其中,智能家居控制器是智能家庭網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要組成部分,起到核心的管理、控制和與外部網(wǎng)絡(luò)通信的作用。它是通過家庭管理平臺(tái)與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合的一個(gè)系統(tǒng),也是連接家庭智能內(nèi)部和外部網(wǎng)絡(luò)的物理接口,完成家庭內(nèi)部同外部通信網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換功能,同時(shí)還負(fù)責(zé)家庭設(shè)備的管理和控制。智能家居控制器一方面需要為家庭內(nèi)部布線提供通信接口,采集家庭設(shè)備的信息,并進(jìn)行處理、自動(dòng)控制和調(diào)節(jié);另一方面智能家居控制器作為家庭網(wǎng)關(guān),也為外部提供網(wǎng)絡(luò)接口,連通家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò),使得用戶可以通過GPRS網(wǎng)絡(luò)等方式訪問家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制。系統(tǒng)控制方案如圖1所示。
本系統(tǒng)采用三星公司最新推出的ARM11S3C6410控制芯片為核心控制器,完成所有家庭內(nèi)部數(shù)據(jù)的處理,包括數(shù)據(jù)的采集與控制命令的發(fā)出,是整個(gè)智能家居控制的核心,采用Linux嵌入式系統(tǒng)為家居總中心監(jiān)控系統(tǒng),能夠自動(dòng)運(yùn)行、處理數(shù)據(jù),通過串口管理、無線網(wǎng)絡(luò)來控制各控制終端,并且中心控制器通過GPRS模塊實(shí)現(xiàn)家庭系統(tǒng)與手機(jī)的通信,使用戶可以通過短信方式實(shí)現(xiàn)家庭系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制,同時(shí),控制器還采用10.3寸觸摸屏為用戶提供命令輸入端,采用Linux Qt完成人機(jī)界面的編寫,通過ZigBee無線通信協(xié)議完成家庭內(nèi)部數(shù)據(jù)的傳輸,方便用戶實(shí)現(xiàn)本地控制??刂平K端為單片機(jī)組成的若干小的控制系統(tǒng)控制各家用設(shè)備,并通過控制總線將這些小的控制系統(tǒng)組成網(wǎng)絡(luò),連接到智能家居控制器,受智能家居控制器控制。
評(píng)論