智能家庭,從智能家居控制系統(tǒng)開始
3.1.3 系統(tǒng)從設(shè)備硬件電路概述
系統(tǒng)從設(shè)備硬件也分為兩個部分,如圖3所示:一部分是Zigbee模塊相關(guān)的硬件電路;另一部分是從設(shè)備相應(yīng)的數(shù)字控制及輸入接口。目前,本項目規(guī)劃要實現(xiàn)的從設(shè)備數(shù)字接口有:1)日光燈的控制電路;2)鼠標(biāo)的PS/2接口;3)MP3、MP4的無線控制接口;4)電視機的遙控器接口。
圖2 從設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)圖
3.1.4 系統(tǒng)Zigbee組網(wǎng)原理
系統(tǒng)中的主設(shè)備和從設(shè)備均處在同一個Zigbee網(wǎng)絡(luò)中。系統(tǒng)的Zigbee網(wǎng)絡(luò)是點到多點的叉狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)Zigbee網(wǎng)絡(luò)的組建由主設(shè)備中的Zigbee模塊完成。其他從設(shè)備上電后,其Zigbee模塊就會尋找主設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)是否存在,一旦存在則立馬加入到網(wǎng)絡(luò)中,從而構(gòu)成整個智能家居系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示:
圖3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
3.1.5 用戶手勢識別原理
用戶在要發(fā)出手勢指令時,首先按下設(shè)備選擇按鍵或指令發(fā)送按鍵,主設(shè)備STEVAL-MKIO62V2開發(fā)平臺開始采集傳感器數(shù)據(jù);接著在用戶松開按鍵之后,STEVAL-MKIO62V2開發(fā)平臺停止采集傳感器數(shù)據(jù),并根據(jù)相應(yīng)算法進行數(shù)據(jù)處理并與預(yù)先存入的信息進行比對,最終確定要發(fā)送的指令。
3.1.6 指令傳輸及解碼原理
主設(shè)備的STEVAL-MKIO62V2開發(fā)平臺確定要發(fā)送的指令后,通過UART將指令發(fā)送至Zigbee模塊處,Zigbee模塊再將指令通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至從設(shè)備的Zigbee模塊上。其中,不同的從設(shè)備對應(yīng)不同的指令,即不同的從設(shè)備對應(yīng)用戶不同的手勢,而且從設(shè)備只會對自己的指令做出響應(yīng)。
3.1.7 主設(shè)備對從設(shè)備的控制原理
在控制一個從設(shè)備時,首先用戶要按下設(shè)備選擇按鍵并做出相應(yīng)的手勢,選定要控制的從設(shè)備,該從設(shè)備被選定后其上的指示燈會亮起,表示該設(shè)備被選定;接著用戶再按下指令發(fā)送按鍵并做出相應(yīng)的手勢即可對選定設(shè)備進行操作。
3.1.8 系統(tǒng)用戶管理實現(xiàn)原理
系統(tǒng)共設(shè)計兩種用戶級別:家長用戶和兒童用戶。兩種用戶的權(quán)限不一樣,家長用戶可以無條件的使用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任何家電,并且可以控制兒童用戶使用某些家電的權(quán)限。具體實現(xiàn)原理為:在進行設(shè)備選擇時,主設(shè)備需要將用戶的手勢與預(yù)先保存數(shù)據(jù)對比,進而確定用戶選定的設(shè)備。家長用戶在選擇信息時,預(yù)先保存的所有家電的數(shù)據(jù)都是可見的并且參加數(shù)據(jù)的對比,而兒童用戶根據(jù)家長用戶的設(shè)定,某些家電預(yù)先保存的數(shù)據(jù)不可見也就不參加數(shù)據(jù)的對比,從而也就無法選定該設(shè)備也無法對其進行操作。
3.1.9 系統(tǒng)防盜功能實現(xiàn)原理
用戶開啟主設(shè)備后,主設(shè)備建立Zigbee網(wǎng)絡(luò),但是用戶并不能馬上使用主設(shè)備控制從設(shè)備。首先,用戶必須輸入登錄手勢,主設(shè)備對登錄手勢進行識別;接著,主設(shè)備確定用戶為系統(tǒng)用戶后,才會啟動系統(tǒng)的正常功能。如果用戶輸入了三次錯誤手勢,系統(tǒng)將進行自動鎖定,主設(shè)備向從設(shè)備發(fā)出防盜信號,然后斷掉Zigbee網(wǎng)絡(luò)。
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