ARM及ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能家居控制器的設(shè)計(jì)

　　2.1 　智能家居系統(tǒng)的基本構(gòu)成

　　智能家居系統(tǒng)可通過GSM/ GPRS/ CDMA/ 網(wǎng)絡(luò)、ZigBee 個(gè)域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及小區(qū)信息網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)互通。 用戶在戶外可通過手機(jī)調(diào)控家中的電器和照明裝置，也可及時(shí)得到家中的防盜、防火、防煤氣泄漏等報(bào)警信息；在家中可通過遙控器調(diào)控家電設(shè)備。 控制器還兼有可視對(duì)講系統(tǒng)室內(nèi)主機(jī)功能，能查閱社區(qū)發(fā)布的各類信息，必要時(shí)可向社區(qū)保安發(fā)出報(bào)警求救信號(hào)。 系統(tǒng)主要由一個(gè)智能家居控制器和若干個(gè)室內(nèi)監(jiān)控ZigBee 功能模塊組成。 系統(tǒng)模型如圖2 所示。智能家居控制器經(jīng)2 個(gè)無線通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)以及2 條有線通信線路與外部設(shè)施實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)互通，因而智能家居控制器又可視為數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)。

　　智能家居控制器內(nèi)部裝有手機(jī)模塊， 通過GSM（ GPRS、CDMA） 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，與用戶手機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向短消息收發(fā)。 用戶可通過手機(jī)短消息實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的電源開關(guān)控制以及調(diào)光、調(diào)速控制；控制器以手機(jī)短消息的形式向用戶手機(jī)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，供防盜、防火、防煤氣泄漏以及家庭突發(fā)事件報(bào)警用。

　　控制器內(nèi)部裝有1 個(gè)ZigBee 模塊，通過Zig2Bee 無線網(wǎng)絡(luò)與家居中的監(jiān)控裝置進(jìn)行通信，作為ZigBee 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（FFD） 來使用。 它負(fù)責(zé)組建智能家居ZigBee 網(wǎng)絡(luò)，接收系統(tǒng)控制中心發(fā)送的指令，并做出相應(yīng)地處理。 同時(shí)還要將從路由節(jié)點(diǎn)（ FFD）或終端節(jié)點(diǎn)（RFD） 接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給系統(tǒng)控制中心。

　　室內(nèi)監(jiān)控設(shè)備按用途可分為3 類：第一類為開關(guān)與插座，最簡(jiǎn)單的插座通過小電子開關(guān)的通斷實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器（如電飯煲、飲水機(jī)、電視、冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)、電動(dòng)窗簾以及不需要調(diào)光的燈具） 的電源開關(guān)控制；較復(fù)雜的智能開關(guān)和插座具有輸出功率可調(diào)的功能，用于吊燈、落地臺(tái)燈的調(diào)光或電風(fēng)扇的調(diào)速等。 第二類為傳感器產(chǎn)品，其中熱釋電紅外傳感器和門磁傳感器用于防盜，煙霧傳感器用于防火，瓦斯傳感器用于防煤氣泄漏，還有手動(dòng)報(bào)警按鈕用于突發(fā)事件（如孤寡老人突然發(fā)?。?的報(bào)警。這些節(jié)點(diǎn)都帶有ZigBee 模塊，作為網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點(diǎn)（RFD） . 第三類為手持遙控器，除實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器開關(guān)控制、調(diào)光調(diào)速控制外，還具備照明場(chǎng)景設(shè)定與控制功能。

　　若小區(qū)配置有物管通信網(wǎng)絡(luò)和門禁對(duì)講系統(tǒng)，控制器兼?zhèn)淇梢曢T禁對(duì)講系統(tǒng)的室內(nèi)主機(jī)的功能。

　　控制器上的液晶LCD 顯示屏可顯示訪客的圖像畫面，與訪客進(jìn)行對(duì)講或開鎖操作。 此外，控制器可接收小區(qū)物管發(fā)送的各類文字信息；當(dāng)室內(nèi)發(fā)生意外時(shí)，可向小區(qū)物管發(fā)送報(bào)警信號(hào)。

　　控制器備有互聯(lián)網(wǎng)接口，供用戶在異地時(shí)通過互聯(lián)網(wǎng)控制家中電器的運(yùn)行，也可監(jiān)視家中發(fā)生的事件。 下一代互聯(lián)網(wǎng)的問世將為此項(xiàng)功能的應(yīng)用提供極大的支持，到那時(shí)，每個(gè)家電及控制器本身都將有自己的靜態(tài)IP 地址，從而成為網(wǎng)絡(luò)中的一員。

　　ZigBee 的簇狀網(wǎng)絡(luò)綜合了星型和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中利用智能家居控制器及ZigBee 傳感器節(jié)點(diǎn)組成簇狀網(wǎng)絡(luò)。 它具有良好的可擴(kuò)展性，對(duì)于大戶型或別墅用戶而言，可以通過增加路由節(jié)點(diǎn)來擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍；對(duì)于小戶型的用戶而言，可以通過減少路由節(jié)點(diǎn)變成星型網(wǎng)絡(luò)，以節(jié)省能量、加快數(shù)據(jù)傳輸速度。