基于WiFi構(gòu)建的智能家居系統(tǒng)綜合接入及控制裝置

　　系統(tǒng)框圖

　　本作品為一套智能家居系統(tǒng)綜合接入裝置，覆蓋WiFi、Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、以及紅外遙控，通過(guò)智能手機(jī)和Internet網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)地對(duì)家中環(huán)境信息的監(jiān)控和對(duì)家用設(shè)備的操控，從而實(shí)現(xiàn)家居生活的智能化，極大地提高家居生活的便利性和舒適度。

　　系統(tǒng)功能

　　(1)實(shí)現(xiàn)綜合接入裝置的WiFi、Zigbee網(wǎng)絡(luò)、紅外遙控接口等功能。

　　(2)綜合接入裝置接入Internet網(wǎng)絡(luò)功能，綁定IP地址，實(shí)現(xiàn)家居控制的服務(wù)器功能。

　　(3)Zigbee網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)溫、濕度等傳感器的數(shù)據(jù)采集與傳輸，通過(guò)WiFi發(fā)送到手機(jī)實(shí)時(shí)顯示。

　　(4)通過(guò)紅外模塊，實(shí)現(xiàn)各類遙控器按鍵功能的學(xué)習(xí)、存儲(chǔ)與發(fā)射，從而使遙控器成為虛擬設(shè)備奠定基礎(chǔ)。

　　(5)安卓手機(jī)軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)上獲取家居信息、遙控器代碼信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離地操控家居設(shè)備。

　　系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)主機(jī)部分的分析與設(shè)計(jì)

　　在本系統(tǒng)中，主機(jī)部分主要由嵌入式平臺(tái)、WiFi通訊模塊、Zigbee通訊模塊、以及紅外學(xué)習(xí)及遙控模塊等電路構(gòu)成。用戶通過(guò)Android智能手機(jī)軟件遠(yuǎn)程訪問(wèn)主機(jī)的服務(wù)器，主動(dòng)獲取監(jiān)控信息(如溫度，濕度等)，通過(guò)紅外學(xué)習(xí)遙控裝置可以隨心所欲地控制家中相關(guān)電器。若用戶在家中則可以通過(guò)WiFi網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)上述功能。通過(guò)該主機(jī)上搭載的各個(gè)模塊，實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間通訊協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到各種家用設(shè)備的無(wú)縫接入。

　　此部分設(shè)計(jì)的目標(biāo)為：獲得傳感器所采集到的信息，經(jīng)過(guò)預(yù)處理、數(shù)字化后，在存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)，每采集一組信息后進(jìn)行相應(yīng)處理。與普通的數(shù)據(jù)傳輸不同，本系統(tǒng)采用的是無(wú)線技術(shù)進(jìn)行信息的遠(yuǎn)距離傳輸。根據(jù)以上任務(wù)的需求，該微處理系統(tǒng)必須有較高的處理速度，滿足功耗和成本的要求。為此，我們選擇了ARM11(S3C6410)芯片作為主機(jī)系統(tǒng)的處理器，并且采用Linux作為主機(jī)的操作系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)出一套基于嵌入式技術(shù)的智能家居系統(tǒng)，以滿足系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的性能需求，并且具有較高的拓展性。

　　監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)部分的分析與設(shè)計(jì)

　　各監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)電路主要由Zigbee芯片、天線、其他傳感器件構(gòu)成。Zigbee可以容易地?cái)U(kuò)展傳感器件，實(shí)現(xiàn)更多的監(jiān)測(cè)功能。當(dāng)傳感器件檢測(cè)到居室有不安全狀況出現(xiàn)時(shí)，啟動(dòng)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)電路，然后將數(shù)據(jù)通過(guò)Zigbee內(nèi)置的無(wú)線收發(fā)模塊，發(fā)送給主機(jī)。

　　本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的是室內(nèi)溫濕度的采集，采用的是DHT11數(shù)字溫濕度傳感器，它是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。