一种基于ZigBee的智能家居系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于ZigBee的智能家居系统，包括网关及若干监控节点。监控节点包括节点控制器，节点控制器内置ZigBee模块；网关包括网关控制器、ZigBee协调器、RS232模块、蓝牙模块、GSM模块、网络变压器及RJ45接口。ZigBee协调器与网关控制器相连，以建立ZigBee网络实现网关控制器与节点控制器的通信；蓝牙模块及GSM模块均与网关控制器相连，以实现网关控制器与移动通信端的通信；RJ45接口、网络变压器及网关控制器依次相连，以实现网关控制器与互联网的连接。本实用新型专利技术的网关集成了蓝牙模块、GSM模块及RJ45接口，可以实现移动设备端(手机、平板)或远程PC端对网关的多种路径访问，获取智能家居系统的实时情况，实现远程监测与控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ZigBee的智能家居系统
本技术涉及智能家居领域，具体涉及一种基于ZigBee的智能家居系统。
技术介绍
随着人们生活水平的提高与科学技术的发展，人们对生活品质，尤其是居住品质的要求随之提高，智能家居随之兴起。智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。目前，短距离通信技术中的ZigBee技术以其成本低、功耗低的优点，优选，在智能家居系统中被广泛应用。但现有的智能家居系统大多仅仅局限于采用PC方案的网关，在对家居现场进行实时监控时，灵活性差，不能很好满足实际需求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种灵活性高，可实现远程监控的基于ZigBee的智能家居系统。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种基于ZigBee的智能家居系统，包括网关及受所述网关控制的若干监控节点，所述监控节点包括节点控制器，所述节点控制器内置ZigBee模块；所述网关包括网关控制器、ZigBee协调器、RS232模块、蓝牙模块、GSM模块、网络变压器及RJ45接口；所述ZigBee协调器与所述网关控制器相连，以建立ZigBee网络实现所述网关控制器与所述节点控制器的通信；所述RS232模块与所述网关控制器相连，以实现所述网关控制器与上位机的通信；所述蓝牙模块及GSM模块均与所述网关控制器相连，以实现所述网关控制器与移动通信端的通信；所述RJ45接口、网络变压器及网关控制器依次相连，以实现所述网关控制器与互联网的连接。进一步地，所述网关还包括RIFD模块，所述RIFD模块与所述网关控制器相连，以实现用户的身份识别。进一步地，所述网关还包括SD卡存储模块，所述SD卡存储模块与所述网关控制器相连，以实现存储容量扩展及数据迁移。进一步地，所述网关还包括红外接收模块，所述红外接收模块与所述网关控制器相连，以接收红外信号供所述网关控制器学习；所述监控节点还包括红外发射模块，所述红外发射模块与所述节点控制器相连，以发出红外遥控信号。进一步地，所述监控节点还包括语音模块，所述语音模块与所述节点控制器相连，以实现对所监测区域的语音对讲。进一步地，所述监控节点还包括继电器模块，所述继电器模块与所述节点控制器相连，其提供多组常开及常闭触点供家电设备的控制回路接入。进一步地，所述监控节点还包括热释电红外模块及微波模块，所述热释电红外模块与微波模块分别与所述节点控制器相连，以探测所监测区域是否有人体信号。进一步地，所述监控节点还包括灯光控制器，所述灯光控制器与所述节点控制器相连，以实现所监测区域的灯光控制。进一步地，所述监控节点还包括摄像头，所述摄像头与所述节点控制器相连，以实现所监测区域的图像采集。采用上述技术方案后，本技术与
技术介绍
相比，具有如下优点：本技术的网关集成了蓝牙模块、GSM模块及RJ45接口，可以实现移动设备端(手机、平板)或远程PC端对网关的访问，获取智能家居系统的实时情况，实现远程监测与控制。本技术的网关设置了用于识别用户信息的模块，可以实现用户权限的鉴别；设置了红外接收模块，可实现红外编码的自学习。本技术的监控节点中设置了灯光控制器、继电器模块及红外发射模块，可实现不同家居设备的控制。附图说明图1为本技术网络拓扑图；图2为本技术网关结构框图；图3为本技术节点设备结构框图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。实施例请参考图1所示，本技术公开了一种基于ZigBee的智能家居系统，其包括网关1及若干个受网关1控制的若干监控节点2。网关1与监控节点2之间通过ZigBee网络进行通信，网关1与PC端3之间通过RS232串口或TCP/IP网络通信；网关1与移动设备端4(手机或平板电脑)间通过蓝牙或GSM网络通信。具体地，请参考图2所示，所述网关包括网关控制器、ZigBee协调器、RS232模块、蓝牙模块、GSM模块、RIFD模块、红外接收模块、网络变压器、RJ45接口、SD卡存储模块。所述ZigBee协调器、RS232模块、蓝牙模块、GSM模块、RIFD模块、红外接收模块、网络变压器、RJ45接口、SD卡存储模块分别与所述网关控制器相连，所述RJ接口与所述网络变压器相连。本实施例中，网关控制器采用8位单片机ATmega2560，该器件是一款高性能、低功耗的RISC结构的单片机，大多数指令可在1个时钟周期内完成，最高工作于16MHz，具有256K的系统内可编程Flash，4K字节的EEPROM和2个串行接口。其作为网关的核心，完成对移动通信端及PC端的响应和对各模块的驱动。ZigBee协调器选用TI公司的CC2530芯片，其内置了8051内核的单片机，同时也是一款符合IEEE802.15.4规范的2.4GHz的射频器件，硬件支持载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CA)，2.0～3.6V的工作电压有利于实现系统低功耗。其通过串行接口即可与所述网关控制器通信，在室内建立无线星形ZigBee网络.将所有监控节点、选择添加的家用电器控制器作为该网络中的终端节点加入网络中，从而实现室内安防及家电的无线ZigBee网络控制。所述RS232模块用于实现所述网关控制器与上位机的通信。本实施例中，蓝牙模块采用HC-06蓝牙模块，用户可通过移动通信端的蓝牙与网关进行通信，查看和控制家居现场。由于只要去蓝牙技术在网关节点与手机蓝牙之间提供无线传输，因此蓝牙模块只需实现HCI层以下的协议即可。HC-06蓝牙模块不仅可以实现蓝牙HCI层以下物理链路的建立，而且网关控制器只需通过RXD及TXD两组信号，即可实现对其的控制、传输，降低了设计难度。RFID模块采用ZLG5000模块，其内部集成了MFRC5000型ISO14443A读卡器，能够读写用户身份信息，用于实现用户的身份识别。但由于ZLG5000并不是采用标准SPI接口规范，故只能与单片机的通用I/O接口相连才能实现通信。为了保证接收数据的正确率，提高学习红外信号的质量，本实施例中，红外接收模块采用HS0038红外接收头，其具有一个特殊的红外滤光器，对自然光有较强的防干扰能力，被广泛地应用在红外遥控系统中。ATmega2560型单片机内部已经集成一个MAC和PHY接口组件组成的以太网控制器，因此其与外部进行以太网通信仅需通过RJ45接口即可实现。但RJ45接口的前端信号可能出现衰减、损耗、干扰等原因，从而引起丢包或中断等问题，因此在网关控制器与RJ45接口之间连接一个网络变压器HR601680以提高通信质量。由于网关在整个网络体系中作为数据的汇聚点，负责整个网络数据的存储与处理，网关控制器的内置Flash的大小不能满足需求，故而采用SD卡模块进行扩展，同时便于数据的迁移、拷贝。GSM模块采用TC35i模块，其具有体积小、重量轻、低功耗的优点，能够支持数据、语音、短消息和传真，它通过串行UART接口直接与网本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ZigBee的智能家居系统，包括网关及受所述网关控制的若干监控节点，其特征在于：所述监控节点包括节点控制器，所述节点控制器内置ZigBee模块；所述网关包括网关控制器、ZigBee协调器、RS232模块、蓝牙模块、GSM模块、网络变压器及RJ45接口；所述ZigBee协调器与所述网关控制器相连，以建立ZigBee网络实现所述网关控制器与所述节点控制器的通信；所述RS232模块与所述网关控制器相连，以实现所述网关控制器与上位机的通信；所述蓝牙模块及GSM模块均与所述网关控制器相连，以实现所述网关控制器与移动通信端的通信；所述RJ45接口、网络变压器及网关控制器依次相连，以实现所述网关控制器与互联网的连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于ZigBee的智能家居系统，包括网关及受所述网关控制的若干监控节点，其特征在于：所述监控节点包括节点控制器，所述节点控制器内置ZigBee模块；所述网关包括网关控制器、ZigBee协调器、RS232模块、蓝牙模块、GSM模块、网络变压器及RJ45接口；所述ZigBee协调器与所述网关控制器相连，以建立ZigBee网络实现所述网关控制器与所述节点控制器的通信；所述RS232模块与所述网关控制器相连，以实现所述网关控制器与上位机的通信；所述蓝牙模块及GSM模块均与所述网关控制器相连，以实现所述网关控制器与移动通信端的通信；所述RJ45接口、网络变压器及网关控制器依次相连，以实现所述网关控制器与互联网的连接。2.如权利要求1所述的一种基于ZigBee的智能家居系统，其特征在于：所述网关还包括RIFD模块，所述RIFD模块与所述网关控制器相连，以实现用户的身份识别。3.如权利要求1所述的一种基于ZigBee的智能家居系统，其特征在于：所述网关还包括SD卡存储模块，所述SD卡存储模块与所述网关控制器相连，以实现存储容量扩展及数据迁移。4.如权利要求1所述的一种基于ZigBee的智能家居系统，其特征在于：所述网关还包括红外接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王士奇，张汉建，洪亚德，
申请(专利权)人：厦门福信光电集成有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35