基于ZigBee技术的智能家居数据采集控制系统

伴随着信息技术的日新月异,物联网大潮的推波助澜,为了满足人们对生活的安全舒适、环保便利,智能家居作为物联网的典型应用愈加成为一个研究热点。对于智能家居控制系统中,采集和传输各种设备的运行信息是保证智能家居系统正常运行的关键,传感器是物联网金字塔的基石,因此本文研究的重点就是基于ZigBee技术的智能家居采集控制系统。 针对家庭自动化的实际应用,采用低功耗、低成本、易于组网和维护的Zigbee无线传感器网络。综合数据采集、自动控制、传感器、无线通信等多学科交叉知识,着重研究了智能家居中的数据采集和远程控制,研究方式采用了以下手段： 这个系统包括数据采集模块和ZigBee通讯模块。数据采集模块包含了家庭温湿度和光照强度的采集、智慧灯光系统、电动窗帘控制、LED调光模块的研究、紧急求助按钮的设计。ZigBee模块包括了电池供电电源模块的设计,协调器节点和终端节点的设计布局,RS-232串口通讯的和USB模块的设计。采集各种数据并无线传输信息到协调器,通过串口与上位机进行通讯,采用Visual Basic编写上位机软件,实现PC端和ZigBee节点通信,通过控制中心对整个系统的运行状况显示与远程控制及数据储存,同时RF遥控器作为远程人机交互的手段。ZigBee组网方面则详细阐述ZigBee协议栈Z-Stack的各层功能和运行机制,综合考虑各种网络拓扑结构,采用星型网络组建家庭无线传感器网络。 通过对基于ZigBee智能家居数据采集控制系统的研究与开发,取得了以下的研究成果： 第一,针对ZigBee的特点,特别是低功耗、小数据无线传输速率(250Kbps)、智能、安全、环保,特别合适家庭自动化领域的应用。在智能家居简单的控制与监控系统中,提出了智能联动的新思想和新思路。 第二,采用下一代LED照明灯取代目前的荧光灯和节能灯,具有节能、环保、寿命长、体积小等优点,提出了基于PWM方式的调光方案。 第三,采用下一代基于RF4CE标准的RF遥控器取代目前的红外遥控器,具有双向自由操作度高、低功耗和智能化,提出了基于RF4CE的遥控器设计方案,为进一步完善智能家居数据采集控制系统作出努力。