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当代社会已经进入全面智能化时代,环顾我们周边的事物,大多数都在往高科技和智能化方向发展。随着科技的进步和人们对家居生活品质的不懈追求,传统的家居向智能化方向发展成为必然趋势,国家对物联网产业的支持更是加快了智能家居的发展。
本文提出一种基于ZigBee的智能家居系统设计方案。系统分为四部分:家庭内部网络、家庭网关、中转服务器和远程控制终端。
针对无线通信在智能家居中表现出的明显优势,综合比较多种无线技术,选择以ZigBee技术组建家庭内部网络。家庭网络基于星型拓扑结构,节点设备包括协调节点和终端节点,基于TI的CC2530芯片实现。内部网络应用程序的开发基于ZigBee协议栈,在IAR集成开发环境下完成,实现内部感知信息的实时采集、上传和对底层设备的实时控制。
家庭网关通过串口和ZigBee协调节点相连,是内部网络的信息汇聚点,通过以太网接口为用户提供远程访问服务,完成网络通信协议的转换。硬件部分CPU采用基于ARM11架构的S3C6410处理器,搭载嵌入式Linux操作系统。完成嵌入式开发环境的搭建并移植QT库,实现网关各功能模块的软件设计,包括内外网通信模块、串口模块、图像采集与处理模块等。
中转服务器实现控制终端和网关的信息转发,解决了远程终端无法连接到没有公网IP的网关的难题。介绍了中转服务器的实现原理和处理网络请求的流程,给出具体的软件设计方法。选用 Android智能手机作为远程控制终端,搭建客户端软件开发环境,采用多线程思想并基于MVC设计模式完成客户端应用程序的编写。
最后对整个系统进行功能测试。结果表明,在内外网环境下可以实现对家庭设备的管理与控制,实时获取家庭环境感知信息,基本达到课题的预期目标。
本文提出一种基于ZigBee的智能家居系统设计方案。系统分为四部分:家庭内部网络、家庭网关、中转服务器和远程控制终端。
针对无线通信在智能家居中表现出的明显优势,综合比较多种无线技术,选择以ZigBee技术组建家庭内部网络。家庭网络基于星型拓扑结构,节点设备包括协调节点和终端节点,基于TI的CC2530芯片实现。内部网络应用程序的开发基于ZigBee协议栈,在IAR集成开发环境下完成,实现内部感知信息的实时采集、上传和对底层设备的实时控制。
家庭网关通过串口和ZigBee协调节点相连,是内部网络的信息汇聚点,通过以太网接口为用户提供远程访问服务,完成网络通信协议的转换。硬件部分CPU采用基于ARM11架构的S3C6410处理器,搭载嵌入式Linux操作系统。完成嵌入式开发环境的搭建并移植QT库,实现网关各功能模块的软件设计,包括内外网通信模块、串口模块、图像采集与处理模块等。
中转服务器实现控制终端和网关的信息转发,解决了远程终端无法连接到没有公网IP的网关的难题。介绍了中转服务器的实现原理和处理网络请求的流程,给出具体的软件设计方法。选用 Android智能手机作为远程控制终端,搭建客户端软件开发环境,采用多线程思想并基于MVC设计模式完成客户端应用程序的编写。
最后对整个系统进行功能测试。结果表明,在内外网环境下可以实现对家庭设备的管理与控制,实时获取家庭环境感知信息,基本达到课题的预期目标。