ARM及ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能家居控制器的設(shè)計(jì)

　　本文所介紹的智能家居控制器利用ZigBee 技術(shù)將家庭中許多相對(duì)獨(dú)立的家用電器構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的智能家居系統(tǒng)，從而方便對(duì)家居中的各種電器設(shè)備進(jìn)行本地操作，同時(shí)也可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或GPRS系統(tǒng)對(duì)各種電器設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。　

　1 　ZigBee 技術(shù)簡(jiǎn)介

　　ZigBee 技術(shù)是近幾年逐步發(fā)展起來(lái)，很有市場(chǎng)潛力的一種無(wú)線連接技術(shù)。 它是為了滿(mǎn)足低功耗、低數(shù)據(jù)量和低成本的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)要求而誕生的。 它基于IEEE 無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（Wireless Personal AreaNetwork ,WPAN） 工作組的80211514 標(biāo)準(zhǔn)，被稱(chēng)為ZigBee 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

　　完整的ZigBee 協(xié)議由應(yīng)用層、應(yīng)用匯聚層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層組成， 如圖1 所示。

　　IEEE80211514 標(biāo)準(zhǔn)定義了物理層（ PHY） 和數(shù)據(jù)鏈路層（MAC） ;網(wǎng)絡(luò)層以上的協(xié)議由ZigBee 聯(lián)盟負(fù)責(zé)制定， 其中應(yīng)用層包括了應(yīng)用支持子層（APS） 、ZigBee 設(shè)備對(duì)象（ZDO） 和由制造商制訂的應(yīng)用對(duì)象。

　　ZigBee 以一個(gè)個(gè)獨(dú)立的工作節(jié)點(diǎn)為依托，利用無(wú)線通信，通過(guò)自組織方式組成星型、網(wǎng)狀和簇狀3 種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此每個(gè)節(jié)點(diǎn)的功能并非完全相同。 為了降低系統(tǒng)的成本， IEEE80211514 定義了2種物理設(shè)備類(lèi)型： 全功能設(shè)備FFD （ Full FunctionDevice） 和精簡(jiǎn)功能設(shè)備RFD （ Reduced FunctionDevice） . FFD 節(jié)點(diǎn)具備控制器的功能，提供數(shù)據(jù)交換，能夠作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、路由節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)來(lái)使用，可以與網(wǎng)絡(luò)中任何類(lèi)型的設(shè)備進(jìn)行通信；RFD 只能作為終端節(jié)點(diǎn)來(lái)使用，而且只能與FFD通信，兩個(gè)RFD 節(jié)點(diǎn)之間不能通信。

　　Zigbee 這一無(wú)線通信技術(shù)具有近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本、安全可靠、網(wǎng)絡(luò)容量大、自組織、自愈能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，有著廣闊的市場(chǎng)前景。

　　2 　基于Zigbee 技術(shù)的智能家居控制器的設(shè)計(jì)

　　智能家居系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信具有如下特點(diǎn)：

　?、賯鬏敂?shù)據(jù)量小，無(wú)需太大的傳輸速度； ②網(wǎng)絡(luò)的容量大，以滿(mǎn)足家庭中的各種家電設(shè)備； ③信息的實(shí)時(shí)性好，時(shí)延短。

　　ZigBee 的技術(shù)特點(diǎn)決定了其能很好地滿(mǎn)足智能家居網(wǎng)絡(luò)的上述需求，特別是具備自組織、自愈能力，這樣的無(wú)線通信技術(shù)是智能家居系統(tǒng)理想的通信方式。