基于zigbee的智能家居系统的设计与实现
方志忠 陈文超 翟志颖 葛 睿 陈 俊 中国矿业大学（北京） 北京 中国
【摘 要】【文章摘要】物联网技术作为一项新兴的技术，已经成为了研究人员研究的热点。智能家居作为物联网的一个重要的分支，几年来发展迅猛，为人们提供了理想的家居环境。人们追求更加理想的生活环境，为了满足人们的追求，我们设计了一款基于zigbee技术的智能化窗帘。该系统是基于zigbee技术的的一款可以无线通信的智能化窗帘。采用的是TI公司的cc2530的zigbee片上应用系统。通过无线传输技术、传感技术等实现窗帘的智能控制。 【期刊名称】电子制作 【年(卷),期】2014(000)014 【总页数】2
【关键词】【关键词】智能家居；zigbee；cc2530；智能窗帘控制系统 项目来源：“国家大学生创新训练项目资助”（201311413029）
0 序言
现代社会信息发展迅速，人们的工作、生活等的信息通信紧密地联系在一起，物联网技术也就应运而生了。通过各种通信技术、传感技术等有线无线技术将物体与互联网紧密地联系在一起，达到对物体的智能控制。
在我国，智能家居起步于20世纪90年代，为了物联网发展更加规范化，我国还颁布了《智能建筑设计标准》等相关规范。2003年联想成立了闪联联盟。海尔，清华同方等也成立了物联网标准，并且与国外实验室合作进行智能家居的开发。相信未来的世界必是物联网的世界。
智能家居是物联网的一个热门的研究方向，更加贴近人们的生活，通过使用射
频技术、无线传感技术等有线无线技术实现物体与互联网之间的通信，方便人们对家居的管理，通过各种终端设备，如家用电脑、个人手机等实现对家居的控制。这种家居系统不仅可以根据用户的主观意识来达到各种相应的状态，还可以通过设定阈值并根据外界的环境变化而自行调整，达到一种合理化的状态。这就使得家居变得更加方便、高效、合理。为用户提供一个更加安全舒适的家庭环境。相较于传统的家用设备繁杂的布线工作，基于zigbee的智能家居利用无线网络传输技术达到对家居的智能化控制。而智能化窗帘作为智能家居的一个典型应用，本文将通过设计一款智能窗帘来介绍智能家居的应用。
1 系统方案设计与分析
智能窗帘系统主要是利用zigbee技术实现对窗帘的智能控制。主要的系统模块包含有手机终端子系统、网关控制器、智能窗帘子系统组成。窗帘节点处安装传感器感知外界的环境变化，并将收集到的数据通过zigbee终端节点传到手机上，户主根据搜集的数据做出相应的反应，通过手机短信对窗帘进行控制。也可以通过设置阈值的方法使得窗帘节点根据外界变化而自行调整状态。当然，户主也可以随时随地的根据需求通过手机对窗帘进行控制。
手机终端子系统通过无线路由器下的无线局域网与主机通信，窗帘节点等其它子系统通过zigbee网络与主机进行通信。系统的功能图如下图1：
智能窗帘系统主要包括了网关、手机终端、窗帘节点以及传感器等。网关主要由pc（个人电脑personal computer ）控制，手机则选用Android操作系统的手机。主要的硬件电路设计是通信模块的设计、传感器节点的设计，窗帘节点的设计以及GSM短信节点的设计。
中心控制模块即网关控制模块是整个系统的核心控制部分，主要有pc机及其
上位机软件，主要通过与连接在pc机上的zigbee部分进行串口通信，对数据进行接受与分析，也可以发送控制命令。
传感器有检测的功能，主要目的是为了检测外界的环境变化，通过传感器对环境变化的检测，将检测到的物理信号转换成电信号，并通过zigbee网络反馈给户主，是的户主能够根据环境变化做出及时的应对，通过手机终端实现对窗帘的智能控制，这是窗帘智能化的重要一步。本设计主要运用的光照强度传感器，主要功能是通过设定光照阈值而根据外界的光照来控制窗帘的动作。 Zigbee协调器是网络的管理者，根据对传输数据的扫描情况，选择合适的参数建立一个网络并进行通信。
GSM模块主要由手机通信模块和cc2530通信模块组成，主要功能是负责手机用户与zigbee网络的通信，进行数据的传输和交换。
智能窗帘系统采用了德州仪器公司生产的cc2530芯片。是基于IEEE 802.15.4 标准和zigBee 2007/PRO 标准的嵌入式系统。使用8051内核，需要连接的外部元件少，具有低功耗、延时短、安全可靠、网络容量大、网络结构灵活、免执照工作频段、低成本等特点
1.1 cc2530通信模块与GSM短信节点的设计
在本系统设计中使用的电路是根据cc2530提供的典型应用电路基础上设计的电路，只需在电路的外围连接少量的元器件就可以组成无功率放大通信模块。并且，可以通过增加路由器节点的方式弥补可能出现的通信距离不足的缺点。 GSM 短信模块选用的是西门子公司生产的tc35i短信模块，该模块可以使用中文短信息，可以在EGSM900和GSM1800双频段下正常工作，可以很好的对语音和数据信号进行传输，SMS(Short Message Service,短消息)的格式有
基于zigbee的智能家居系统的设计与实现
