ARM及ZigBee技術(shù)實現(xiàn)智能家居控制器的設(shè)計

　　2.2.1 　智能家居控制器簡介

　　智能家居系統(tǒng)的核心部件是智能家居控制器。 其組成框圖如圖3 所示，它以嵌入式處理器為中心，由手機(jī)模塊、ZigBee模塊以及必要的輔助接口組成?！≈悄芗揖涌刂破魇钦麄€智能家居系統(tǒng)的控制中心，其硬件核心是中央處理器，所有的設(shè)備控制、任務(wù)調(diào)度、通信協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)收發(fā)和數(shù)據(jù)管理等任務(wù)都需要中央處理器。 從功能、可擴(kuò)展性、操作系統(tǒng)支持及功耗等方面考慮，我們選擇功能強(qiáng)大的32 位ARM9 微處理器S3C2410X 作為主處理器，存儲器選用64M 的NAND Flash 和64M 的SDRAM.

　　在人機(jī)接口方面，采用5 英寸的TFT 液晶屏，并配置相應(yīng)的觸摸屏。 可用于顯示訪客圖像和小區(qū)物管發(fā)送的各種信息，并使用戶可方便地輸入數(shù)據(jù)去控制各種家居設(shè)備。 另外為了控制方式更靈活，利用處理器的I2C 總線接口設(shè)計鍵盤接口，從而可擴(kuò)展各種控制、報警方式。

　　控制器有2 個通信模塊： 手機(jī)模塊和ZigBee模塊。 手機(jī)模塊由主機(jī)模塊、SIM 卡接口、音頻部分和射頻部分組成，采用SIMCOM 公司生產(chǎn)的SIM300 芯片（ GPRS 模塊） . 與ARM 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸采用標(biāo)準(zhǔn)的RS - 232 接口，通過使用AT 命令完成對該模塊的操作，實現(xiàn)短消息的收發(fā)。 Zigbee 模塊采集各種家電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)并接收各種故障報警信息，通過RS - 232 接口與ARM 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。

　　控制器配有以太網(wǎng)接口，配合控制器上建立的Web 服務(wù)器，用戶可通過Internet 完成對家庭環(huán)境及各種家電設(shè)備的監(jiān)控。圖3 中的RS - 485 接口用于與小區(qū)物管的通信（與原有的小區(qū)網(wǎng)絡(luò)配合。 若為新建小區(qū)，可直接使用以太網(wǎng)接口） . 利用MAX3232 將ARM9 的兩個USART 收發(fā)器，組成兩個RS - 232 端口和一個RS - 485 端口。

　　音頻接口利用微處理器內(nèi)部的IIS 總線接口與外部音頻數(shù)字信號編碼器芯片（UDA1341TS） 組成。

　　視頻接口采用中芯微的DSP 芯片，將視頻信號轉(zhuǎn)換成微處理器能夠處理的J PG文件格式或二進(jìn)制圖像流，經(jīng)處理后送LCD 屏顯示。

　　2.2.2 　智能家居控制器中的Zigbee 模塊

　　ZigBee模塊采用全功能設(shè)備（FFD） 類型，它在智能家居系統(tǒng)中承擔(dān)著網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的角色，可提供信息的雙向傳輸，以連接智能家居系統(tǒng)中其它精簡功能設(shè)備（RFD） .

　　此模塊利用Chipcon 公司的CC2430 芯片，CC2430 芯片延用了以往CC2420 芯片的架構(gòu)，在單個芯片上整合了ZigBee 射頻（RF） 前端、內(nèi)存和微控制器。 它使用1 個8 位MCU （ 8051） , 具有128KB 可編程閃存和8 KB 的RAM ,還包含模數(shù)轉(zhuǎn)換器、4 個定時器、AES - 128 協(xié)同處理器、看門狗定時器、32 kHz 晶振的休眠模式定時器、上電復(fù)位電路、掉電檢測電路，以及21 個可編程I/ O 引腳。