CN201936429U - 一种基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统，其特征在于，包括与控制主机连接的ZigBee中心收发模块，多个嵌入在家居设备、报警传感器或家用电器之内的ZigBee节点模块和控制电路模块，ZigBee中心收发模块与ZigBee节点模块之间通过ZigBee协议路由无线发送数据。本实用新型通过ZigBee网络将多种家居设备、报警传感器或家用电器通过无线传送技术，实现其无线化、智能化和多节点网络控制。
Description
技术领域
本实用新型属于智能家居技术领域，涉及一种无线智能家居安防系统，特别涉及一种基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统。
背景技术
随着科技的发展及人们生活水平的不断提高，居住环境的改善备受关注，家庭生活中每个成员的舒适、安全与便利的需求越来越受到开发商的重视。智能家居是以住宅为平台，兼备建筑设备、网络通信、信息家电和设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的智能化控制系统，该系统可满足并实现高效、舒适、安全、便利、环保的人文居住环境。
目前，国外关于智能家居系统的研究主要集中在家电智能控制领域，如西门子、ABB等制造商，对空调、冰箱、电视等家用电器实现智能控制，采用的技术主要是互联网接入以及控制终端方式，系统的复杂度高、扩展性差，而且费用也较高。对于不同家庭用户来讲，没有真正意义上实现智能家庭控制中心，所以很难被广大消费者所接受。
而国内的一些制造商所开发的智能家居产品，主要是将传统的烟、火、气等传感器通过有线级联，并且通过红外万能遥控器对家电实现控制。这样就存在以下问题：对于已经建成的楼宇，因为要布线，所以系统安装比较困难；系统接口复杂，简单的系统设置与配置需要专业人员才能维护；缺乏友好的人机交互，操作复杂。所以，无线智能家居安防系统必将成为未来的主流产品。
ZigBee是一种基于IEEE 802.15.4协议的短距离、低功耗、开放式的无线个人局域网(Wireless Personal Area Networks)通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案，主要用于近距离无线连接。它依据802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题在于提供一种基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统，实现家居控制的无线化、智能化。
本实用新型是通过以下技术方案来实现：
一种基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统，包括与控制主机连接的ZigBee中心收发模块，多个嵌入在家居设备、报警传感器或家用电器之内的ZigBee节点模块和控制电路模块，ZigBee中心收发模块与ZigBee节点模块之间通过ZigBee协议路由无线发送数据。
所述的控制主机包括Micro2440核心板、通讯模块、和触摸屏。
所述的控制电路模块为控制板电路模块，接收ZigBee节点模块发送的驱动信号，或者接收被控设备的触发信号，并将其传递给ZigBee节点模块。所述的被控设备为烟感报警器、红外报警器、温度传感器、湿度传感器或电子门锁。
所述的电路模块为由多路可控硅组成的电压调理电路模块，在接受到ZigBee节点模块发送的驱动信号之后，通过调压方式控制被控设备。所述的被控设备为灯光亮度调节器或中央空调。
所述的电路模块为继电器控制电路模块，在接受到ZigBee节点模块发送的驱动信号之后，通过对继电器组合逻辑的控制实现对被控设备的控制。所述的被控设备为电动窗帘、电动车库门、太阳能热水器或游泳池进水/排水开关。
所述的基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统，还包括由ZigBee控制模块和按键组合板构成的ZigBee遥控器，通过切换无线通道和发射指令控制ZigBee中心收发模块。
所述的ZigBee遥控器还通过按键组合键进行密码加密。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
1、本实用新型通过ZigBee网络将多种家居设备、报警传感器或家用电器通过无线传送技术，实现其无线化网络控制，并且将该网络集中由与控制主机连接的ZigBee中心收发模块控制，具体的被控设备通过ZigBee协议路由串联ZigBee节点模块来控制。避免了有线级联连接被控设备，所带来的布线、系统连接及其维护等诸多麻烦与缺陷。
2、本实用新型通过ZigBee网络实现对家居控制的智能化，即可以通过控制主机的控制面板来控制，也可以由ZigBee遥控器来控制，实现对家居设备、家用电器的便捷控制。而且当与各种报警传感器连接的节点模块收到触发信号之后，会及时传递给ZigBee网络并引发报警，实现家居安全的智能化控制。
3、实现家居环境的多节点控制、网络化控制，由于ZigBee网络具有自组织功能，当网络拓扑发生变化时，ZigBee中心收发模块能够发现这种变化并修改地址表信息，并分配一个唯一的节点号给该节点。
附图说明
图1为本实用新型的连接示意图；
图2为本实用新型的系统运行图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的家居控制对本实用新型做进一步详细描述，所述是对实用新型的解释而不是限定。
参见图1，一种基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统，包括与控制主机连接的ZigBee中心收发模块，多个嵌入在家居设备、报警传感器或家用电器之内的ZigBee节点模块和控制电路模块，ZigBee中心收发模块与ZigBee节点模块之间通过ZigBee协议路由无线发送数据。
所述的控制主机包括Micro2440核心板、通讯模块和触摸屏；Micro2440核心板来处理指令和信号，通讯模块和触摸屏来显示或发出指令。
ZigBee节点模块和控制电路模块的连接分为三种：
其一，采用ZigBee模块+控制板方式，控制电路模块为控制板电路模块，接收ZigBee节点模块发送的驱动信号，或者接收被控设备的触发信号，并将其传递给ZigBee节点模块。如烟感报警器、红外报警器、温度传感器、湿度传感器和电子门锁等均采用该种方式。
其二，采用ZigBee模块+调理板方式，电路模块为由多路可控硅组成的电压调理电路模块，在接受到ZigBee节点模块发送的驱动信号之后，通过调压方式控制被控设备。如灯光亮度调节器，以调整灯(节能灯或者LED灯)的亮度，或者为中央空调，用于调整空调的送风强度等。
其三，采用ZigBee模块+继电器板方式，所述的电路模块为继电器控制电路模块，在接受到ZigBee节点模块发送的驱动信号之后，通过对继电器组合逻辑的控制实现对被控设备的控制。如电动窗帘、电动车库门、太阳能热水器、游泳池进水/排水/加温控制。
所述的基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统，还包括由ZigBee控制模块和按键组合板构成的ZigBee遥控器，通过切换无线通道和发射指令控制ZigBee中心收发模块，进而实现对ZigBee节点模块和被控设备的控制。比如控制电子门锁的开启、电动窗帘的开/闭/停以及电动车库门的开/闭/停。
如图2所示，基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统的具有运行为：
首先建立ZigBee中心模块到所有ZigBee节点模块的路由：
ZigBee网络以广播的方式通知上电的传感器节点初始化。侦听到ZigBee网络的数据帧之后，微型节点产生一个0～256的随机数，这个随机数与时延基数相乘得出本节点的时延。每个节点等待随机时延后发出入网请求(此时用64位IEEE扩展地址作为节点号)，ZigBee网络收到请求后分配给该微型节点一个16bit的网内节点号(入网后的节点号)，并在地址表中记录该传感器节点的相关信息，进行设备关联。若传感器节点发送入网请求后一分钟内没有得到回应，则重新产生一个随机时延再次向ZigBee网络发送入网请求。ZigBee网络完成所有上电的传感器节点初始状态的采集，则系统初始化完成，建立ZigBee中心模块到所有ZigBee节点模块的路由。
对节点模块的控制：
传感器节点只能与ZigBee中心模块通信，ZigBee节点相互之间不能进行通信。ZigBee中心模块不仅要完成传感器节点的信息采集，还要实现对节点的控制：
向ZigBee节点模块发送数据时，将欲发送的数据进行打包，然后选择合适的路由，从而向ZigBee节点发送数据；ZigBee节点收到数据之后，通过电路模块实现对被控设备的控制；
收到ZigBee节点模块发送数据时，读取收到的数据，通过控制主机解析数据，并进行系统处理。
具体以对门锁的无线控制来详细说明：
控制主机将远程的控制指令(如开门指令)加密编码后，通过ZigBee中心模块发给门锁的ZigBee节点模块，门锁的ZigBee节点模块接收后，进行解码和编码解析，给电路模块(继电器控制电路模块)发送开门动作指令，从而控制门锁驱动电机工作，执行开门动作。
Claims (10)
1.一种基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统，其特征在于，包括与控制主机连接的ZigBee中心收发模块，多个嵌入在家居设备、报警传感器或家用电器之内的ZigBee节点模块和控制电路模块，ZigBee中心收发模块与ZigBee节点模块之间通过ZigBee协议路由无线发送数据。
2.如权利要求1所述的基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统，其特征在于，所述的控制主机包括Micro2440核心板、通讯模块和触摸屏。
3.如权利要求1所述的基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统，其特征在于，所述的控制电路模块为控制板电路模块，接收ZigBee节点模块发送的驱动信号，或者接收被控设备的触发信号，并将其传递给ZigBee节点模块。
4.如权利要求3所述的基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统，其特征在于，所述的被控设备为烟感报警器、红外报警器、温度传感器、湿度传感器或电子门锁。
5.如权利要求1所述的基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统，其特征在于，所述的电路模块为由多路可控硅组成的电压调理电路模块，在接受到ZigBee节点模块发送的驱动信号之后，通过调压方式控制被控设备。
6.如权利要求5所述的基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统，其特征在于，所述的被控设备为灯光亮度调节器或中央空调。
7.如权利要求1所述的基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统，其特征在于，所述的电路模块为继电器控制电路模块，在接受到ZigBee节点模块发送的驱动信号之后，通过对继电器组合逻辑的控制实现对被控设备的控制。
8.如权利要求7所述的基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统，其特征在于，所述的被控设备为电动窗帘、电动车库门、太阳能热水器或游泳池进水/排水开关。
9.如权利要求1所述的基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统，其特征在于，还包括由ZigBee控制模块和按键组合板构成的ZigBee遥控器，通过切换无线通道和发射指令控制ZigBee中心收发模块。
10.如权利要求9所述的基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统，其特征在于，所述的ZigBee遥控器还通过按键组合键进行密码加密。
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