基于ZigBee技术的家居智能控制系统设计

摘要

智能家居系统是利用计算机、嵌入式系统和通信网络技术，将各种家用设施通过网络连接到一起，从而为人们提供更为便利舒适的生活。传统的智能家居系统一般是通过有线线路布线和进行各种控制和通信的，人们难以脱离各种线缆的羁绊，而且系统的可扩展性能也很差。无线网络可以提供更大的灵活性、流动性，省去花在综合布线上的费用和精力，而且更符合家庭网络的通信特点。为此，本文设计基于ZigBee 技术的家居智能控制系统。 （1）研究了常用的家居智能控制技术，指出了ZigBee 技术在家居智能控制系统中的应用优势。 （2）根据家居智能控制系统的要求，论述了系统内部的网络拓扑结构、网络配置、网络关联、端点绑定及数据传输机制，给出了ZigBee 协议各层的设计方案。 （3）根据家居智能控制系统的总体构架，设计了基于ZigBee 技术的无线家庭控制系统，硬件主要有ZigBee 家庭节点电路及其PCB 板、微带贴片天线，软件主要包括主程序、串口通信程序、LCD 驱动程序等。 （4）通过构建测试与仿真平台，对基于ZigBee 技术的智能家居系统的无线通信和串口通信进行测试，对微带贴片天线的驻波比和方向性进行了仿真，并对测试与仿真结果进行了分析。 （5）论述了家居四表抄送系统的典型应用，给出了家居四表抄收系统的总体结构、网络组建方案和实现流程，阐述了家居四表抄送系统节点的无线抄电表模块、无线抄水表模块的组成原理。 本文设计的基于ZigBee 技术的家居智能控制系统，能实现家居的自动化、智能化。通过对家居四表抄送系统典型应用的分析以及测试与仿真，表明系统设计合理可行，基本达到了预期的设计目标。