智能家居系統(tǒng)中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計
加入技術(shù)交流群
主程序主要分為2部分，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器程序以及路由器、終端節(jié)點程序。
對于網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器主程序，首先初始化CC2430，然后初始化協(xié)議棧。之后程序建立一個新的網(wǎng)絡(luò)，確定網(wǎng)絡(luò)的ID號和頻道號。之后程序開始進入監(jiān)測狀態(tài)。如果有新的設(shè)備請求加入網(wǎng)絡(luò)，則為其分配網(wǎng)絡(luò)地址，批準(zhǔn)其加入網(wǎng)絡(luò)。同樣，協(xié)調(diào)器接收終端設(shè)備無線發(fā)送來的信息，并通過串口發(fā)送給上位機，或者從上位機得到命令，發(fā)送過終端設(shè)備。
對于路由器、終端節(jié)點程序，首先初始化CC2430，然后初始化協(xié)議棧。之后程序開始搜索網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)附近存在網(wǎng)絡(luò)時，則申請加入網(wǎng)絡(luò)。之后程序進入待機休眠狀態(tài)。如果終端傳感器有信息要發(fā)送，或者接收到協(xié)調(diào)器的命令，則喚醒設(shè)備，進行無線發(fā)送或接受。當(dāng)事件處理完時，重新進入待機休眠狀態(tài)。
5 系統(tǒng)實現(xiàn)
系統(tǒng)的功能主要包括以下幾個方面：建立樹狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；查詢網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點信息和傳感器數(shù)據(jù)，如電池電量、節(jié)點溫度信息等；控制節(jié)點的開關(guān)功能。
本系統(tǒng)使用了4個無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，這樣能夠組成一個基本的無線網(wǎng)絡(luò)。并且根據(jù)情況做了多種組網(wǎng)測試：
1)1個協(xié)調(diào)器節(jié)點，3個終端節(jié)點；
2)1個協(xié)調(diào)器節(jié)點，1個路由器節(jié)點，2個終端節(jié)點；
3)1個協(xié)調(diào)器節(jié)點，2個路由器節(jié)點，1個終端節(jié)點。
在2)和3)情況下，根據(jù)節(jié)點與協(xié)調(diào)器節(jié)點之間距離、各節(jié)點彼此之間距離的不同，又會產(chǎn)生多種組網(wǎng)方式。例如2)情況下，終端節(jié)點離協(xié)調(diào)器近的話，會直接與協(xié)調(diào)器連接；而當(dāng)搜索不到協(xié)調(diào)器時，就會通過路由器來連接。圖5為3)情況下的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
圖5所示為C51RF-WSN網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件所截圖，通過此軟件，可以實時查看網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，并能向各個節(jié)點發(fā)送命令信息，例如查看網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，查看信號質(zhì)量，電池電量，采集數(shù)據(jù)信息等。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/162151.htm
智能家居系統(tǒng)的終端節(jié)點可以包括許多內(nèi)容，從而實現(xiàn)一些子系統(tǒng)。例如：照明系統(tǒng)，調(diào)溫系統(tǒng)，報警系統(tǒng)，家電控制系統(tǒng)等。在我們設(shè)計的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制燈開關(guān)照明；利用DHT11溫濕度傳感器實現(xiàn)終端節(jié)點的溫濕度監(jiān)測，其信息能夠在PC機上很好的顯示出來。
圖6所示為傳感器所測2個路由器節(jié)點與1個終端節(jié)點的溫濕度信息。
6 結(jié)束語
針對我國智能家居快速發(fā)展的背景，本文對基于ZigBee技術(shù)的智能家居組網(wǎng)進行了軟硬件設(shè)計。ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以CC2430無線射頻芯片為核心，節(jié)省了成本，并且終端節(jié)點小巧，放置靈活，功耗極低，提高了監(jiān)控能力，再加上采用樹狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使得通信更加可靠，易于控制，非常方便實用，并且成本低廉。因此，ZigBee技術(shù)將會有廣闊的應(yīng)用前景。
評論