一種基于ZigBee技術的全天候智能家居系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于ZigBee技術的全天候智能家居系統。該系統包括ZigBee模塊、ARM PC端、GPRS模塊、以太網模塊、遠程PC機和手機客戶端，ARM PC端通過ZigBee模塊分別連接電視機、空調、照明和安防監控裝置；ARM PC連接GPRS模塊和以太網模塊；GPRS模塊連接遠程PC機；以太網模塊連接手機客戶端。利用ARM PC端的高集成、嵌入式、多接口、兼容性高等特點實現對系統的總體控制；利用ZigBee技術實現系統節點通信，達到低功耗、高速率的目的；利用成熟的GPRS、以太網模塊實現了遠程通信控制和Internet通信控制的目的。
【專利說明】—種基于ZigBee技術的全天候智能家居系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及智能家居系統，尤其是涉及一種基于ZigBee技術的全天候智能家居系統。
【背景技術】
[0002]現有智能家居系統存在以下缺陷:1、控制功耗大；2、不能實現對各家用設備間的控制、監控、管理和通信的全天候功能；3、在遠程控制上存在不一致的問題。隨著人們生活水平不斷提高和科學技術水平的迅速發展，開發具有全天候智能家居系統勢在必行。
【發明內容】
[0003]為解決以上現有技術存在的問題和缺陷，本發明提供一種基于ZigBee技術的全天候智能家居系統。本系統運用ARM PC端、ZigBee技術、鋰電池充電等原理實現低功耗，便捷通信，全天候的智能家居控制管理一體化，實現了智能家居系統人機交互控制、智能管理、遠程監控、以太網控制管理等功能。
[0004]本發明采取的技術方案是:一種基于ZigBee技術的全天候智能家居系統，其特征在于，該系統包括ZigBee模塊、ARM PC端、GPRS模塊、以太網模塊、遠程PC機和手機客戶端，ARM PC端通過ZigBee模塊分別連接電視機、空調、照明和安防監控裝置；同時ARM PC端通過RS232接口連接GPRS模塊；通過IEEE802.3協議和ISA接口連接以太網模塊；GPRS模塊連接遠程PC機；以太網模塊連接手機客戶端。
[0005]本發明所述的ARM PC端包括ARM芯片、電源電路、復位電路、LED電路、鍵盤電路、ZigBee接口、I/O接口、時鐘電路、JTAG調試接口、GPRS接口、以太網接口、FLASH存儲器和SDRAM存儲器，電源電路、復位電路、LED電路、鍵盤電路、ZigBee接口、I/O接口、時鐘電路、JTAG調試接口、GPRS接口、以太網接口、FLASH存儲器和SDRAM存儲器分別與ARM芯片連接。
[0006]本發明所產生的有益效果是:利用ARM PC端的高集成、嵌入式、多接口、兼容性高等特點實現對系統的總體控制；利用ZigBee技術實現系統節點通信，達到低功耗、高速率的目的；利用成熟的GPRS、以太網模塊實現了遠程通信控制和Internet通信控制的目的。
[0007]本系統應用于家居環境下對各家用設備間的監控、管理和通信等方面，實現了全天候智能家居理想的管理方式，達到了人機交互，遠程監控的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為基于ZigBee技術的全天候智能家居系統原理框圖；
圖2為圖1中的ARM PC端原理框圖；
圖3為Zigbee模塊節點供電方式示意圖；
圖4為ZigBee模塊協議原理框圖；
圖5為ZigBee模塊各節點工作流程圖。
【具體實施方式】
[0009]以下結合附圖對本發明作進一步說明:
參照圖1，一種基于ZigBee技術的全天候智能家居系統包括ZigBee模塊、ARM PC端、GPRS模塊、以太網模塊、遠程PC機和手機客戶端，ARM PC端通過ZigBee模塊分別連接電視機、空調、照明和安防監控裝置；同時ARM PC端通過RS232接口連接GPRS模塊；通過IEEE802.3協議和ISA接口連接以太網模塊；GPRS模塊連接手機客戶端；以太網模塊連接遠程PC機。
[0010]參照圖2，本系統的ARM PC端包括ARM芯片、電源電路、復位電路、LED電路、鍵盤電路、ZigBee接口、I/O接口、時鐘電路、JTAG調試接口、GPRS接口、以太網接口、FLASH存儲器和SDRAM存儲器，電源電路、復位電路、LED電路、鍵盤電路、ZigBee接口、I/O接口、時鐘電路、JTAG調試接口、GPRS接口、以太網接口、FLASH存儲器和SDRAM存儲器分別與ARM芯片連接。
[0011]ARM PC端選用先進的ARM處理器，整合基本SDRAM、Nand Flash以及觸摸屏、蜂鳴器、以太網卡、USB、GP1等硬件資源，并且集成了許多常用的片上功能(例如外部存儲控制器，IXD控制器，UART、SPI通道等等)。ARM PC端主要用于整體系統的控制，與其它電路進行通信，處理各用電器節點反饋數據等，
參照圖3，本系統的電源電路包括選擇開關、AC/DC轉換芯片和鋰電池，選擇開關連接電視機、空調、照明和安防監控裝置等的電源電路；同時選擇開關通過AC/DC轉換芯片連接鋰電池，鋰電池連接ZigBee模塊。各Zigbee節點安裝在各家用電器上，節點通過鋰電池進行供電，家用電器通過市電為鋰電池充電。
[0012]參照圖4, ZigBee模塊各節點通過2.4GHz無線頻帶進行通信Zigbee協議的整體框架包括物理層、MAC層、網絡層、應用支持層和應用層。每個家用電器均安裝Zigbee通信節點，節點通過鋰電池供電，在家用電器接電時對電池進行充電。
[0013]參照圖5，各節點通過Zigbee通信方式與PC端進行通信，Zigbee模塊各節點工作流程為:
(0.初始化Zigbee模塊；其中包括Zigbee協議棧,分配節點號、初始化路由表等；
(2).初始化A/D、I/0 接口 ；
(3).Zigbee模塊進入休眠狀態，等待控制節點發出指令，對收到的指令數據進行判斷，若是本節點指令，則執行；若不是本節點指令，節點繼續休眠；
(4).根據指令執行命令。
[0014]本系統是以家居設備為主要控制管理對象，包括:照明、電視、空調、安防監控系統等，通過客戶端計算機，嵌入式Web服務器和裝有無線ZigBee模塊的家用設備組成。系統可以使用戶通過嵌入式PC終端、手機客戶端實現對家居設備的控制、監控、管理，其中PC端還可以與以太網相連接，用戶可以通過遠程PC端通過以太網實現對系統內家居設備控制、監控和管理。系統的總體控制通過ARM PC端來實現，并通過人機交互界面、移動互聯、Internet網絡實現對系統的近端及遠程控制。
[0015]本發明工作原理:本系統中心節點為嵌入式PC端，其余家居設備均通過裝在設備上的ZigBee模塊實現與中心節點的通信。家用電器需要全天候連接220V市電，當家用電器啟動時，選擇開關對家用電器進行供電，切斷對Zigbee模塊的供電，Zigbee模塊由鋰電池進行供電；當家用電器關閉電源時，選擇開關接通AC/DC芯片，通過該芯片轉換的直流電對鋰電池進行充電。當Zigbee模塊接收到開啟家用電器信號指令時，重新開啟對家用電器進行220V供電。確保系統全天候運行。
【權利要求】
1.一種基于ZigBee技術的全天候智能家居系統,其特征在于,該系統包括ZigBee模塊、ARM PC端、GPRS模塊、以太網模塊、遠程PC機和手機客戶端，ARM PC端通過ZigBee模塊分別連接電視機、空調、照明和安防監控裝置；同時ARM PC端通過RS232接口連接GPRS模塊；通過IEEE802.3協議和ISA接口連接以太網模塊；GPRS模塊連接遠程PC機；以太網豐吳塊連接手機客戶立而。
2.根據權利要求1所述的一種基于ZigBee技術的全天候智能家居系統，其特征在于，所述的ARM PC端包括ARM芯片、電源電路、復位電路、LED電路、鍵盤電路、ZigBee接口、I/O接口、時鐘電路、JTAG調試接口、GPRS接口、以太網接口、FLASH存儲器和SDRAM存儲器，電源電路、復位電路、LED電路、鍵盤電路、ZigBee接口、I/O接口、時鐘電路、JTAG調試接口、GPRS接口、以太網接口、FLASH存儲器和SDRAM存儲器分別與ARM芯片連接。
3.根據權利要求2所述的一種基于ZigBee技術的全天候智能家居系統，其特征在于，所述的電源電路包括選擇開關、AC/DC轉換芯片和鋰電池，選擇開關連接電視機、空調、照明和安防監控裝置；同時選擇開關通過AC/DC轉換芯片連接鋰電池，鋰電池連接ZigBee模塊。
4.根據權利要求3所述的一種基于ZigBee技術的全天候智能家居系統，其特征在于，所述的ZigBee模塊各節點通過無線頻帶進行通信，Zigbee協議的整體框架包括物理層、MAC層、網絡層、應用支持層和應用層；Zigbee模塊各節點工作流程為: (0.初始化Zigbee模塊； (2).初始化A/D、I/0 接口 ； (3).Zigbee模塊進入休眠狀態，等待控制節點發出指令，對收到的指令數據進行判斷，若是本節點指令，則執行；若不是本節點指令，節點繼續休眠； (4).根據指令執行命令。
【文檔編號】G05B19/418GK104503408SQ201410807831
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月23日 優先權日:2014年12月23日
【發明者】王武志, 宋光偉, 孫光, 蘇紅, 屈小慶 申請人:天津光電通信技術有限公司