ARM及ZigBee技術(shù)實現(xiàn)智能家居控制器的設(shè)計

　　2.1 　智能家居系統(tǒng)的基本構(gòu)成

　　智能家居系統(tǒng)可通過GSM/ GPRS/ CDMA/ 網(wǎng)絡(luò)、ZigBee 個域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及小區(qū)信息網(wǎng)實現(xiàn)信息的互聯(lián)互通。 用戶在戶外可通過手機調(diào)控家中的電器和照明裝置，也可及時得到家中的防盜、防火、防煤氣泄漏等報警信息；在家中可通過遙控器調(diào)控家電設(shè)備。 控制器還兼有可視對講系統(tǒng)室內(nèi)主機功能，能查閱社區(qū)發(fā)布的各類信息，必要時可向社區(qū)保安發(fā)出報警求救信號。 系統(tǒng)主要由一個智能家居控制器和若干個室內(nèi)監(jiān)控ZigBee 功能模塊組成。 系統(tǒng)模型如圖2 所示。智能家居控制器經(jīng)2 個無線通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)以及2 條有線通信線路與外部設(shè)施實現(xiàn)信息的互聯(lián)互通，因而智能家居控制器又可視為數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)。

　　智能家居控制器內(nèi)部裝有手機模塊， 通過GSM（ GPRS、CDMA） 移動通信網(wǎng)絡(luò)，與用戶手機實現(xiàn)雙向短消息收發(fā)。 用戶可通過手機短消息實現(xiàn)對家用電器的電源開關(guān)控制以及調(diào)光、調(diào)速控制；控制器以手機短消息的形式向用戶手機發(fā)送報警信號，供防盜、防火、防煤氣泄漏以及家庭突發(fā)事件報警用。

　　控制器內(nèi)部裝有1 個ZigBee 模塊，通過Zig2Bee 無線網(wǎng)絡(luò)與家居中的監(jiān)控裝置進行通信，作為ZigBee 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（FFD） 來使用。 它負責組建智能家居ZigBee 網(wǎng)絡(luò)，接收系統(tǒng)控制中心發(fā)送的指令，并做出相應(yīng)地處理。 同時還要將從路由節(jié)點（ FFD）或終端節(jié)點（RFD） 接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給系統(tǒng)控制中心。

　　室內(nèi)監(jiān)控設(shè)備按用途可分為3 類：第一類為開關(guān)與插座，最簡單的插座通過小電子開關(guān)的通斷實現(xiàn)對家用電器（如電飯煲、飲水機、電視、冰箱、空調(diào)、洗衣機、電動窗簾以及不需要調(diào)光的燈具） 的電源開關(guān)控制；較復雜的智能開關(guān)和插座具有輸出功率可調(diào)的功能，用于吊燈、落地臺燈的調(diào)光或電風扇的調(diào)速等。 第二類為傳感器產(chǎn)品，其中熱釋電紅外傳感器和門磁傳感器用于防盜，煙霧傳感器用于防火，瓦斯傳感器用于防煤氣泄漏，還有手動報警按鈕用于突發(fā)事件（如孤寡老人突然發(fā)?。?的報警。這些節(jié)點都帶有ZigBee 模塊，作為網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點（RFD） . 第三類為手持遙控器，除實現(xiàn)對家用電器開關(guān)控制、調(diào)光調(diào)速控制外，還具備照明場景設(shè)定與控制功能。

　　若小區(qū)配置有物管通信網(wǎng)絡(luò)和門禁對講系統(tǒng)，控制器兼?zhèn)淇梢曢T禁對講系統(tǒng)的室內(nèi)主機的功能。

　　控制器上的液晶LCD 顯示屏可顯示訪客的圖像畫面，與訪客進行對講或開鎖操作。 此外，控制器可接收小區(qū)物管發(fā)送的各類文字信息；當室內(nèi)發(fā)生意外時，可向小區(qū)物管發(fā)送報警信號。

　　控制器備有互聯(lián)網(wǎng)接口，供用戶在異地時通過互聯(lián)網(wǎng)控制家中電器的運行，也可監(jiān)視家中發(fā)生的事件。 下一代互聯(lián)網(wǎng)的問世將為此項功能的應(yīng)用提供極大的支持，到那時，每個家電及控制器本身都將有自己的靜態(tài)IP 地址，從而成為網(wǎng)絡(luò)中的一員。

　　ZigBee 的簇狀網(wǎng)絡(luò)綜合了星型和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特點，我們在實際應(yīng)用中利用智能家居控制器及ZigBee 傳感器節(jié)點組成簇狀網(wǎng)絡(luò)。 它具有良好的可擴展性，對于大戶型或別墅用戶而言，可以通過增加路由節(jié)點來擴大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍；對于小戶型的用戶而言，可以通過減少路由節(jié)點變成星型網(wǎng)絡(luò)，以節(jié)省能量、加快數(shù)據(jù)傳輸速度。