CN204479934U - 基于ZigBee的智能家居控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于ZigBee的智能家居控制系统，包括ARM Cortex-A8处理器，该ARM Cortex-A8处理器分别连接有ZigBee网关模块、无线通讯模块、监控显示模块及电源电路，所述ZigBee网关模块连接有家庭安防系统和实体终端控制模块，所述无线通讯模块通过以太网连接有手持设备或PC机。本实用新型利用传感器实时采集环境信息，通过ZigBee网关模块传送给主控设备，从而实现家电控制、智能安防、实时监控等功能；用户还可通过手机、便携式设备随机登录到系统Cortex-A8智能家居控制终端读取或者控制设备数据；系统可稳定接收到各传感器数据信号，具有功能强大，低功耗，操作简便，绿色环保等特点。

Description

基于ZigBee的智能家居控制系统

技术领域

本实用新型涉及物联网技术领域，具体涉及一种基于ZigBee的智能家居控制系统。

背景技术  

随着信息科技的发展和经济水平的不断提高，人们对家居生活的安全性、高效性和智能性都提出了更高的要求。智能家居是以家庭住宅为平台，利用综合布线技术、自动控制技术、通信技术等集成各种家用电器、安防设施，通过综合管理和监控，为人们构建更加节能、舒适、便利且安全的生活环境。

传统智能家居控制是采用有线连接，且无法实现远程监控。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于ZigBee的智能家居控制系统，利用传感器实时采集环境信息，通过ZigBee模块传送给主控设备，从而实现家电控制、智能安防、实时监控等功能。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于ZigBee的智能家居控制系统，包括ARM Cortex-A8处理器，该ARM Cortex-A8处理器分别连接有ZigBee网关模块、无线通讯模块、监控显示模块及电源电路，所述ZigBee网关模块连接有家庭安防系统和实体终端控制模块，所述无线通讯模块通过以太网连接有手持设备或PC机。

所述家庭安防系统包括用于室内环境烟雾检测的烟雾传感器、用于探测空气温度和湿度的温湿度传感器、用于探测积水的水浸传感器以及用于防盗的红外人体感应器和门磁。

所述实体终端控制模块包括至少一个继电器模块，该继电器模块接入实体终端的线路中，控制实体终端的开启与关闭，其中实体终端包括风扇、电动窗帘、LED灯和报警装置。

所述无线通讯模块包括GPRS通讯模块、3G通讯模块、WIFI通讯模块和Bluetooth模块。

所述监控显示模块包括LCD液晶显示屏和视频监控装置。

本实用新型智能家居控制系统的设计可以通过ZigBee技术组建无线传感网络WSN（Wireless Sensor Network），将环境中相关ZigBee网关模块加入到网络中，利用各个传感器对家庭各类传感器组成的家庭安防系统的状态数据进行实时采集，采集后的数据将通过ZigBee网关模块传递给Cortex-A8处理器，该Cortex-A8处理器主要负责无线终端节点信息的管理、处理及控制各终端节点的运作，完成不同网络间协议的转换，将处理后的指令反馈给ZigBee节点来控制实体终端控制模块，从而实现开关通断或声光报警。手持设备和PC机可以利用WIFI网络连接到以太网，达到远程控制家电、智能安防或查看监控视频的目的。

由以上技术方案可知，本实用新型利用传感器实时采集环境信息，通过ZigBee网关模块传送给主控设备，从而实现家电控制、智能安防、实时监控等功能；用户还可通过手机、便携式设备随机登录到系统Cortex-A8智能家居控制终端读取或者控制设备数据；系统可稳定接收到各传感器数据信号，具有功能强大，低功耗，操作简便，绿色环保等特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一种优选实施方式作详细的说明。

本实用新型提供一种基于ZigBee的智能家居控制系统，通过对蓝牙、UWB、Wi-Fi、红外及ZiBee几种无线通信技术在工作频段、协议标准、通信距离、传输速率等方面的比较，再针对智能家居网络数据传输量小，传输速度不高，要尽量缩短时延并保证较好的实时性等特点，发现ZigBee技术最适合应用于智能家居无线通信，它是基于IEEE802.15.4标准协议的一种短距离无线通信技术，具有易组网、低成本、低功耗、短时延、高安全等优点，在智能家居、智能社区、医疗监控、工业控制等领域都有很好的应用前景。

如图1所示，所述智能家居控制系统包括ARM Cortex-A8处理器1，该ARM Cortex-A8处理器分别连接有ZigBee网关模块2、无线通讯模块3、监控显示模块4及电源电路5，所述ZigBee网关模块连接有家庭安防系统6和实体终端控制模块7，所述无线通讯模块通过以太网连接有手持设备8或PC机9。

本系统运行当前比较稳定的Android 4.0操作系统，在设计中主控制板选用了SAMSUNG公司S5PV210开发板，基于ARM Cortex-A8处理器内核，运行主频为1GHZ，配置了512MB DDR2 RAM内存，MLC NAND Flash容量为2GB，内置PowerVR SGX540高性能图形引擎，支持流畅的2D/3D图形加速。

本实施例采用TI公司最新推出的CC2530芯片作为ZigBee无线通信主芯片，基于2.4GHZ，IEEE 802.15.4的RF收发器、标准的增强型8051 CPU，可编程256KB闪存和一些其他强大功能，该芯片拥有丰富的外接端口，可运行在多种模式下满足各种系统不同环境下低功耗要求，是一个真正的片上系统SoC解决方案。

ZigBee网关模块2主要是完成终端节点或路由节点采集的信息，然后通过串口将接收到的信息实时传输给处理器。ZigBee其他节点模块中则配置了水浸传感器61防止厨卫设施造成漏水事故，温湿度传感器62用于精确测量室内相对湿度与温度，烟雾传感器63用于监测室内环境烟雾，人红外人体感应器和门磁64用于判断是否有人进出, 所述水浸传感器61、温湿度传感器62、烟雾传感器63以及人体感应器和门磁64构成了家庭安防系统6。采集后的数据将通过2.4GHZ无线以及Zstack协议栈传递给Cortex-A8处理器。

所述实体终端控制模块7包括至少一个继电器模块71，该继电器模块接入实体终端的线路中，控制实体终端的开启与关闭，其中实体终端包括风扇72、电动窗帘73、LED灯74和报警装置75。

所述无线通讯模块3包括GPRS通讯模块31、3G通讯模块32、WIFI通讯模块33和Bluetooth模块34，所述监控显示模块4包括LCD液晶显示屏41和视频监控装置42。

本系统需要在手机或者PC端登录App软件查看是否能够与网关服务器正常连接，对室内传感器节点信息进行采集和查询并控制各节点的工作状态。在调控过程中，我们还对传感器与协调器之间网络通信距离进行了点对点的数据丢包测试，发现在室内外没有障碍物情况下，采用ZigBee技术传输距离可以达到10米以上，数据基本没有丢失现象，数据传输比较稳定可靠。

以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于ZigBee的智能家居控制系统，其特征在于，包括ARM Cortex-A8处理器，该ARM Cortex-A8处理器分别连接有ZigBee网关模块、无线通讯模块、监控显示模块及电源电路，所述ZigBee网关模块连接有家庭安防系统和实体终端控制模块，所述无线通讯模块通过以太网连接有手持设备或PC机。

2.根据权利要求1所述的智能家居控制系统，其特征在于，所述家庭安防系统包括用于室内环境烟雾检测的烟雾传感器、用于探测空气温度和湿度的温湿度传感器、用于探测积水的水浸传感器以及用于防盗的红外人体感应器和门磁。

3.根据权利要求1所述的智能家居控制系统，其特征在于，所述实体终端控制模块包括至少一个继电器模块，该继电器模块接入实体终端的线路中，控制实体终端的开启与关闭。

4.根据权利要求3所述的智能家居控制系统，其特征在于， 所述实体终端包括风扇、电动窗帘、LED灯和报警装置。

5.根据权利要求1所述的智能家居控制系统，其特征在于，所述无线通讯模块包括GPRS通讯模块、3G通讯模块、WIFI通讯模块和Bluetooth模块。

6.根据权利要求1所述的智能家居控制系统，其特征在于，所述监控显示模块包括LCD液晶显示屏和视频监控装置。