ZigBee技术支持下智能家居系统构建--x
ZigBee 技术支持下智能家居系统构建
0引言
随着电子技术在现实生活中的广泛应用，智能家居应运而生。智能家居是以住宅为平台，利用
计算机技术、网络通讯技术将与家庭生活有关的设备结合起来，通过无线网络实现远程监控，
它在保持了传统居住功能的基础上，提供了全方位的信息交换功能，优化了人们的生活方式和
居住环境。
在智能家居中，通信网络是整个系统的核心，采用无线组网方式使得网络通信更加灵活、成本
更低，其逐渐成为智能家居的主流趋势。Zig Bee 技术是基于 IEEE802.15.4 标准的一种低功
耗、低速率、低成本的无线网络通信技术，具有强大的组网功能，在智能家居中运用广泛。本
系统设计的智能家居系统是通过 Zig Bee 技术组建的无线网络与嵌入式 WEB 服务器通信，用
户只需通过访问 Web 浏览器，就可达到对家庭环境数据的监测和对家电设备的控制，非常方
便与高效。
1系统设计方案
系统主要包括 Zig Bee 无线网络和嵌入式 WEB 服务器，系统结构图如图 1 所示。
Zig Bee 无线网络遵循TI 公司的Zig Bee2007 协议栈Z-Stack,采用星型拓扑结构，包括协
调器与终端节点[1].协调器负责组建家庭内部无线网络，接收终端节点发来的传感器数据，通
过串口将数据发送给嵌入式 WEB 服务器，并转发服务器的控制命令给终端节点。终端节点采
集环境数据通过无线网络发送给协调器，并接收协调器的控制命令并执行。终端节点连接温湿
度传感器、烟雾传感器、热释电传感器、光照度传感器等，用于测量家庭环境数据，连接继电
器模块控制家用电器。
嵌入式 WEB 服务器设计是在 STM32 微控制器上移植 TCP/IP 协议，通过串口与 Zig Bee 协调
器通信，通过以太网接口接入监控网络，用户使用电脑、手机等监控设备与终端设备交互。
2系统硬件设计
2.1 Zig Bee 无线网络硬件设计
Zig Bee 模块采用 TI 公司的 CC2530 单片机。CC2530 单片机集成了 8051 增强型内核微控制
器、RF 射频收发器、片内可编程闪存、8KRAM、5 通道 DMA、8 路12 位分辨率 AD 等强大
功能的一款射频单片机[2].
2.1.1 终端节点设计
终端节点测量家庭环境温度、湿度、烟雾浓度、红外感应信号、光照强度等数据，并传递给协
调器，接收协调器发回的命令来控制家用电器 . 硬件结构图如图 2 所示。
终端节点连接的传感器模块有温湿度传感器、烟雾传感器、热释电传感器、光照度传感器。
温湿度传感器采用 DHT11, 它是 1 款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，包括 1 个
电阻式感湿元件和 1 个NTC 测温元件，并与 1 个高性能 8 位单片机相连接，具有响应快、抗
干扰能力强、性价比高等优点。DHT11 通过单总线直接与 CC2530 的P1.1 引脚相连接。
烟雾传感器采用 MQ-2,它的探测范围广、灵敏度高、响应快、稳定性强，可用于液化气、甲
烷、丙烷、丁烷、酒精、烟雾等气体的泄漏监测。MQ-2 与CC2530 的P0.7 引脚相连接。
热释电传感器采用 HC-SR501 人体红外感应模块，它能检测人发射的红外线，从而判断家中是
摘要：
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ZigBee技术支持下智能家居系统构建0 引言随着电子技术在现实生活中的广泛应用，智能家居应运而生。智能家居是以住宅为平台，利用计算机技术、网络通讯技术将与家庭生活有关的设备结合起来，通过无线网络实现远程监控，它在保持了传统居住功能的基础上，提供了全方位的信息交换功能，优化了人们的生活方式和居住环境。在智能家居中，通信网络是整个系统的核心，采用无线组网方式使得网络通信更加灵活、成本更低，其逐渐成为智能家居的主流趋势。ZigBee技术是基于IEEE802.15.4标准的一种低功耗、低速率、低成本的无线网络通信技术，具有强大的组网功能，在智能家居中运用广泛。本系统设计的智能家居系统是通过ZigB...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
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时间：2023-04-25
