家庭節(jié)能無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

家庭節(jié)能系統(tǒng)框圖如圖所示。

圖 采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)家庭節(jié)能系統(tǒng)

從圖我們看出，家庭中的電器，包括空調(diào)，洗衣機(jī)，冰箱等，構(gòu)成一個典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過能源管理網(wǎng)關(guān)和安裝在戶外的無線轉(zhuǎn)發(fā)路由器，實(shí)時傳輸?shù)侥茉垂倦娔X化管理網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對家庭能源的管理。

設(shè)計(jì)任務(wù)包括設(shè)計(jì)嵌入到家電內(nèi)部的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)單元(無線節(jié)點(diǎn))，家庭無線顯示單元和家庭能源控制單元(無線節(jié)點(diǎn)或者無線路由器)，能源管理網(wǎng)關(guān)(無線網(wǎng)關(guān))等。

首先，我們采用無線龍WSN無線傳感器開發(fā)系統(tǒng)平臺提供的多個無線SoC模塊(內(nèi)含CC2430等無線單片機(jī))，下載TI ZigBee協(xié)議棧和聰明能源相關(guān)代碼，進(jìn)行無線通訊效果，可靠性評估，該軟件包是有TI公司免費(fèi)提供(經(jīng)過無線龍工程師的實(shí)際測試和評估)，可以免費(fèi)用于技術(shù)開發(fā)，圖2是軟件結(jié)構(gòu)。

圖2 ZigBee聰明能源軟件包

使用強(qiáng)大的KEIL和IAR編譯開發(fā)環(huán)境，在線仿真器等調(diào)試工具，完全開源的ZigBee協(xié)議棧軟件，應(yīng)該可以很快完成無線節(jié)點(diǎn)和路由器，網(wǎng)關(guān)的性能評估，通訊可靠性評估和ZigBee無線通訊代碼開發(fā)。

然后我們可以仍然直接使用這些無線SoC的模塊，添加我們的應(yīng)用設(shè)計(jì)，例如LED和LCD顯示部分，可以顯示實(shí)時的電費(fèi)是多少，家里有沒有能源浪費(fèi)等。同時設(shè)計(jì)相關(guān)我們需要的控制電路，如開關(guān)控制，電機(jī)控制，以在需要時，對空調(diào)器等電器，進(jìn)行節(jié)能控制。

由于在很多廠商提供的開發(fā)工具中，都有一套網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析監(jiān)視儀，我們可以在測試過程中，清楚的監(jiān)視到各種在空氣中的傳輸?shù)臒o線包裝內(nèi)容，從而很快確定我們的無線通訊軟件代碼是否正確。

由于使用現(xiàn)成的高頻模塊，我們避免了在入門時涉及高頻技術(shù)的困難，而是將主要精力集中到最主要的方向，我們的應(yīng)用代碼和我們的應(yīng)用需要的硬件設(shè)計(jì)，這樣就大大加快了系統(tǒng)產(chǎn)品化的進(jìn)度；對于客戶訂單中，產(chǎn)品最后使用的無線模塊，我們可以容易的找到OEM專業(yè)廠家來生產(chǎn)完成。如果一切順利，3－4個星期，這個 ZigBee家庭節(jié)能系統(tǒng)，有希望完成。