CN202385119U

CN202385119U - 一种基于Zigbee的多媒体智能家居网络

Info

Publication number: CN202385119U
Application number: CN2011204509192U
Authority: CN
Inventors: 邓超; 凌捷; 乔海晔; 刘志扬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2021-11-15

Abstract

本实用新型公开了一种基于Zigbee的多媒体智能家居网络，包括智能家居网关、Zigbee终端和多媒体传感节点，所述智能家居网关通过Zigbee网络与多个Zigbee终端相连；所述智能家居网关包括Zigbee无线模块和ARM微处理器，且Zigbee无线模块和ARM微处理器相连。本实用新型通过使用Zigbee技术作为物理层、网络层设计标准；通过在家居环境设立多种类型的传感器节点，包括多媒体传感器节点，并设立家庭网关，达到监视、控制智能家居设备的目的，构建可通过互联网与移动设备接入的智能家居控制系统。

Description

一种基于Zigbee的多媒体智能家居网络

技术领域

本实用新型涉及一种智能家居网络，尤其涉及一种基于Zigbee的多媒体智能家居网络。

背景技术

智能家居，或称为智能住宅，在英文中常用Smart Home。综合利用先进的计算机技术、网略通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。与普通家居相比，智能家居网络不仅具有传统的居住功能，提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间；还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。

近年来，随着网络技术和通信技术的迅速发展，以及我国实行“小康型”社会的需要，人们不仅对家居的自动化和信息化程度要求越来越高，而且对家用设备控制的灵活性以及对外部信息获取的方便性提出了更高的要求。这就需要建立完善的智能家居网络，并构建智能化小区，从而真正满足家庭自动化和信息化的要求，有效提高家庭生活质量。尤其是人们对多媒体业务的需求量日益增大，在传统的传感器网络中增加麦克风、摄像头等传感器模块，侧重音频、图像、视频等大信息量媒体的采集与处理。为传统智能家居网络增加多媒体业务将满足人们的多媒体需求，提高人们的生活质量。

家居监控应用中主要有两大类数据源：语音、图像和视频等大数据量、高速率的多媒体压缩码流；各类安防传感报警、抄表数据和灯光、门禁及设备电源开关控制信号等小数据量、低速率标量数据。其中的标量数据通过现有的Zigbee技术方案已经可以监控与控制；但对于语音、图像和视频等数据的采集和传输方案仍未有相关研究。

多媒体智能家居网络，一方面可以提供视频监控、语音互动等多媒体功能，另一方面可以提供多媒体家电互通信能力，在多种设备间共享多媒体数据。该项目的推广应用，一方面将与家庭安防系统相结合，防火防盗；另一方面，将减少家庭中多媒体电子设备的重复投入，增加它们的利用率和使用率；最后，通过家庭内部数据网络的数据传输与共享，将减少多媒体数据对公共网络基础平台的依赖，达到降低公共网络基础平台数据流量的目的。

发明内容

为解决上述中存在的问题与缺陷，本实用新型提供了一种基于Zigbee的多媒体智能家居网络。本实用新型解决了1)多媒体Zigbee网络的搭建部分：多媒体传感器节点的设计与选型。2)多媒体Zigbee网络MAC协议的设计：MAC层超帧结构设计和与应用层接口设计。3)无线网关设计部分：无线网关的硬件设计和网络系统工作流程设计。4)Zigbee通信信道设计与视频编码技术：利用Zigbee的多信道设计，以及视频数据的多编码技术，实现Zigbee网络中的视频传输。重点解决视频数据流量远大于Zigbee单信道吞吐量的问题。所述技术方案如下：

一种基于Zigbee的多媒体智能家居网络，包括：

包括智能家居网关、Zigbee终端和多媒体传感节点，所述智能家居网关通过Zigbee网络与多个Zigbee终端相连；所述智能家居网关包括：Zigbee无线模块和ARM微处理器，且Zigbee无线模块和ARM微处理器相连。

本实用新型提供的技术方案的有益效果是：

通过使用Zigbee技术作为物理层、网络层设计标准；通过在家居环境设立多种类型的传感器节点，包括多媒体传感器节点，并设立家庭网关，达到监视、控制智能家居设备的目的，构建可通过互联网与移动设备接入的智能家居控制系统。

附图说明

图1是多媒体智能家居系统结构图；

图2是智能家居网关结构示意图；

图3是音频传感节点设计示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述：

如图1所示，展示了多媒体智能家居系统结，包括智能家居网关、Zigbee终端和多媒体传感节点，所述智能家居网关通过Zigbee网络与多个Zigbee终端相连；所述智能家居网关包括：Zigbee无线模块和ARM微处理器，且Zigbee无线模块和ARM微处理器相连。其Zigbee负责终端智能网关作为智能家居网络的核心。Zigbee终端与媒体传感节点、三表和家用电器，所述多媒体传感节点包括视频传感器结点、音频传感器结点和图像传感器结点。

如图2所示，智能家居网关结构，智能家居网关主要由ARM微处理器作为中央处理部件，通过Zigbee无线通信模块与Zigbee网络相连。另外通过多个通信模块即GSM模块、GPRS模块、IEEE802.1B/G模块和Ethernet可以实现与多种通信网络的连接。上述GSM模块通过移动网络连接用户终端；上述IEEE802.1B/G模块和Ethernet网络接口通过Internet网络连接于用户主机。智能网关可通过GSM/GPRS模块接入移动网络与手机进行通信；也可通过无线IEEE802.1端口或以太网接口接入Internet与PC机通信。智能家居网关起到了连接系统中所有网络设备的作用，通过智能网关实现协议的转换与智能节点的监控。

如图3所示，音频传感节点结构设计示意图，包括多媒体信号处理子系统和主控子系统。选择面向多媒体应用的专用DSP芯片TMS320DM642专门负责音视频采集、压缩编码、视频移动侦测等视音频信号处理，构成视音频信号处理子系统。

多媒体信号处理子系统中，由音频、视频A/D转换芯片(AIC23、TVP5150)将模拟音频、视频信号转换成数字音频、视频信号输入到DM642的多通道缓冲串口(McBSP)和视频接口，继而由DM642进行音视频编码与移动侦测产生符合MPEG.4/H.264标准的压缩音视频码流和移动侦测结果：此外，为DM642配备专用的FLASH和SDRAM以存储代码及音视频数据。

音视频采集卡拟采用的DM642芯片，具有视频采集以及视频数据编解码的功能，其编码格式采用的是标准的MPEG-4的格式，图像采用qcif格式，帧率为每秒6帧。音频数据通过音频A/D转换芯片AIC23转换后与DM642连接。音视频数据采集并编码后，经过面向多媒体应用的专用芯片TMS320DM642可通过SPI来传输给ZigBee节点的通信芯片CC2430，由ZigBee节点把数据转发给ZigBee网络的协调器。协调器可以通过IP网络或GPRS/CDMA等移动通信网，使用PDA或PC进行客户端对智能家居网关的访问，从而实现视频监控功能。

主控芯片通过DM642的外部主机接口对DM642进行控制、读取压缩视频流和视频信号处理结果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种基于Zigbee的多媒体智能家居网络，其特征在于，包括智能家居网关、Zigbee终端和多媒体传感节点，所述智能家居网关通过Zigbee网络与多个Zigbee终端相连；所述智能家居网关包括Zigbee无线模块和ARM微处理器，且Zigbee无线模块和ARM微处理器相连。

2.根据权利要求1所述的基于Zigbee的多媒体智能家居网络，其特征在于，所述Zigbee终端与多媒体传感节点、三表和家用电器，所述多媒体传感节点包括视频传感器节点、音频传感器节点和图像传感器节点。

3.根据权利要求1所述的基于Zigbee的多媒体智能家居网络，其特征在于，所述ARM微处理器还分别连接设置有GSM模块、GPRS模块、IEEE802.1B/G模块和Ethernet。

4.根据权利要求3所述的基于Zigbee的多媒体智能家居网络，其特征在于，所述GSM模块通过移动网络连接用户终端。

5.根据权利要求3所述的基于Zigbee的多媒体智能家居网络，其特征在于，所述IEEE802.1B/G模块和Ethernet网络接口通过Internet网络连接于用户主机。