一种无线智能家居安防系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无线智能家居安防系统，其特征在于，包括ARM处理器，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，以及移动通讯终端；ARM处理器与移动通讯模块、ZigBee中心收发模块和触摸控制屏相连接；移动通讯模块与移动通讯终端之间通过移动通信网络发送数据，ZigBee中心收发模块与ZigBee节点模块之间通过ZigBee协议无线发送数据。这样系统的控制包括远程控制以及本地控制两种方式。系统通过手机及其他智能终端实现对主控系统的远程控制；通过触摸控制屏操作人机界面或遥控器，直接对系统进行控制的本地控制，实现家居控制的无线化、智能化、安全化和整合化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能家居
，涉及一种无线智能家居安防系统，特别涉及一种基于ZigBee网络和移动通信网络的无线智能家居安防系统及其控制方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术解决的问题在于提供，实现家居控制的无线化、智能化、安全化和整合化。一种无线智能家居安防系统，包括ARM处理器，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，以及移动通讯终端；ARM处理器与移动通讯模块、ZigBee中心收发模块和触摸控制屏相连接；移动通讯模块与移动通讯终端之间通过移动通信网络发送数据，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ARM处理器为Micro2440核心板，移动通讯模块为GSM/CDMA模块，ZigBee 中心收发模块为CC2530无线收发芯片，Micro2440核心板与GSM/CDMA模块和CC2530无线收发芯片之间使用串口通信。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。所述的无线智能家居安防系统，还包括由ZigBee模块和按键组合板构成的遥控器，通过切换无线通道和发射指令控制被控设备；遥控器还通过按键组合键进行密码加密。上述无线智能家居安防系统的控制方法，包括以下步骤1)建立ZigBee中心收发模块到所有ZigBee节点模块的路由ZigBee网络以广播的方式通知上电的ZigBee节点模块初始化，侦听到ZigBee网络的数据帧之后，ZigBee节点模块产生一个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ZigBee节点模块等待随机时延后，用64位IEEE扩展地址作为节点号，发出入网请求；ZigBee网络收到请求后分配给该ZigBee节点模块一个16bit的网内节点号，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ZigBee节点模块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ZigBee节点模块初始状态的采集，则系统初始化完成，建立ZigBee中心收发模块到所有ZigBee节点模块的路由；2)路由建立之后，ZigBee中心收发模块一方面要采集ZigBee节点模块的收集到的家庭监控信息，并把该信息发送给ARM处理器，另一方面要接收ARM处理器的指令，并传送给ZigBee节点模块；同时ZigBee中心收发模块对ZigBee节点模块设定检测阈值、采集 ZigBee节点模块的电量，并记录ZigBee节点模块的工作状态；ZigBee中心收发模块收到ZigBee节点模块发送的数据时，读取数据后，通过ARM 处理器解析数据，并进行系统处理；ZigBee中心收发模块向ZigBee节点模块发送数据时，将欲发送的数据进行打包， 然后通过路由向ZigBee节点发送数据；ZigBee节点模块收到数据之后，通过电路模块实现对被控设备的控制；3)ARM处理器与移动通讯模块、ZigBee中心收发模块之间通过串口通信，当用户通过人机控制界面操作或手机远程发出指令后，ARM处理器将用户的操作指令发送给 ZigBee中心收发模块；或者ZigBee中心收发模块将ZigBee节点收发模块发送的报警信号发送给ARM处理器，ARM处理器按照预置的报警电话号码，通知移动通讯模块发送报警短信或者拨打报警电话。当ZigBee中心收发模块发现ZigBee节点模块上传的数据出现明显错误时，通过 ZigBee中心收发模块关闭该节点并重新启动。路由形成后新的ZigBee节点模块的接入时，ZigBee网络首先判断该节点是否在地址表中，如果该节点不在网络中并且网络中的ZigBee节点模块数没有超过网络容量， 则ZigBee中心收发模块记录该节点的初始信息，并分配一个唯一的节点号给该节点；新的 ZigBee节点模块的入网请求在规定时间内没有得到回应，则等待随机时延后重新发送入网请求。路由形成后ZigBee节点模块发起拆除时，ZigBee中心收发模块收到ZigBee节点模块拆除请求后，修改地址表中该节点的信息，回收节点号，并通知该节点拆除操作成功。路由形成后，若ZigBee中心收发模块与ZigBee节点模块三次通信都不成功，家庭网关将拆除该节点；若该节点向ZigBee中心收发模块关发送三次请求都没有得到回应，则该节点需重新发送入网请求，以获得新的网络节点号。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果1、本专利技术通过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，实现家居中电、水、气、热、光、声、火和盗等进行有效的控制，也可以被动接收烟雾探测器和煤气探测器等发出的数据，实现对家居的无线化网络控制，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种无线智能家居安防系统，其特征在于，包括ＡＲＭ处理器，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，以及移动通讯终端；ＡＲＭ处理器与移动通讯模块、ＺｉｇＢｅｅ中心收发模块和触摸控制屏相连接；移动通讯模块与移动通讯终端之间通过移动通信网络发送数据，ＺｉｇＢｅｅ中心收发模块与ＺｉｇＢｅｅ节点模块之间通过ＺｉｇＢｅｅ协议无线发送数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田进，刘国栋，
申请(专利权)人：田进，刘国栋，
类型：发明
国别省市：87