基于ZigBee嵌入式智能家居控制系统的设计与实现.pdf

本文主要介绍了一种基于ZigBee技术的嵌入式智能家居控制系统的设计与实现。随着网络技术、通信技术和传感器技术的飞速发展，人们对智能家居的需求和关注度越来越高。文章对比和分析了各类无线通信技术，最终确定采用ZigBee技术组建家庭内部子网，并设计了系统的总体架构以及硬件电路和系统软件部分。 ZigBee是一种基于IEEE 802.15.4标准协议的短距离无线通信技术，具备易组网、低成本、低功耗、短时延和高安全性等特点。它的分层结构包括物理层、媒体访问控制层、网络层和应用层。物理层主要负责信道能力检测和数据包的传输与接收，MAC层在对等实体间提供可靠链路，网络层负责建立和维护网络拓扑结构，应用层则定义设备类型和服务绑定。 智能家居系统通过无线传感器网络（WSN）实现，主要使用ZigBee技术来集成和控制各种家用电器和安防设施。系统设计包括对环境中的相关ZigBee模块加入网络、采集家庭各类设备的状态数据等。例如，烟雾传感器用于检测室内烟雾、温湿度传感器探测空气温湿度、水浸传感器用于积水检测、红外人体感应器和门磁用于防盗等。采集的数据通过ZigBee网络传递给处理节点，经过处理后的指令再反馈给ZigBee节点以控制继电器，实现开关通断或声光报警等功能。 系统硬件方面，主控制板选用了基于ARM Cortex-A8处理器内核的SAMSUNG S5PV210开发板，具有较高性能。主控制板运行Android 4.0操作系统，内置了高性能图形引擎和各类网络、通信接口。这也说明了该智能家居控制系统在软硬件方面都具备较好的性能和较强的扩展性。 监控终端界面采用Android平台开发，用户可以通过手持设备或PC机，利用WIFI网络连接到以太网进行远程控制家电、智能安防或查看监控视频。系统总体框架设计简洁明了，易于理解和实施。 总结来说，本文所设计的智能家居控制系统在低成本、低功耗、高稳定性和易扩展性方面表现突出，充分考虑了智能家居网络数据传输量小和传输速度不高的特性，使得系统具有较好的实时性。随着人们对家居智能化需求的不断提高，基于ZigBee技术的嵌入式智能家居控制系统具有广泛的应用前景。