ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術(shù)。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)傳輸.電子發(fā)燒友網(wǎng)根據(jù)zigbee技術(shù)的應(yīng)用整理了在智能家居中的應(yīng)用案例供大家參考。

　　基于ZigBee技術(shù)的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計方案

　　本文介紹一種基于ZigBee 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化智能家居系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)方案。系統(tǒng)硬件上以S3C2440A 為控制核心，利用CC2430 組建家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)來采集家庭設(shè)備的數(shù)字信號， 用USB camera 采集家庭內(nèi)部的視頻信號。軟件上利用嵌入式Web服務(wù)器和CGI 技術(shù)實現(xiàn)家庭內(nèi)網(wǎng)和Internet 相連，達到遠程監(jiān)控的目的。通過實際測試證明系統(tǒng)功能強大，運行穩(wěn)定，滿足了家庭信息網(wǎng)絡(luò)化的要求。

　　本系統(tǒng)選用S3C2440A 作為核心控制器， 它是Samsung 公司推出的一款基于ARM920T 核的處理器， 采用了16/32 位RISC 處理器， 具有外部存儲器控制器，LCD 控制器，4 通道DMA控制器，三通道UART，兩通道SPI，兩路全速USB 主設(shè)備芯片，帶有MMU 虛擬存儲器單元，這一特性可以移植linux 系統(tǒng)和建立Web 服務(wù)器，主頻400MHz，有130 個I/O 端口和24 路外部中斷源，有多種通信接口，體積小，功耗和成本低，可靠性高，特別適合作為嵌入式微處理器。

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　　ZigBee 協(xié)調(diào)器和設(shè)備節(jié)點程序

　　ZigBee 家庭無線網(wǎng)絡(luò)主要負責對現(xiàn)場各種信息的監(jiān)控以及數(shù)據(jù)的采集， 并將內(nèi)部處理過的數(shù)據(jù)經(jīng)家庭網(wǎng)關(guān)傳送到外部網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)中ZigBee 協(xié)調(diào)器主要用于建立無線網(wǎng)絡(luò)，分配地址，向終端節(jié)點發(fā)送控制命令和接收終端節(jié)點的工作狀態(tài)，并將接收到的狀態(tài)數(shù)據(jù)全部上傳至Web 服務(wù)器， 最后通過Internet傳送到遠端的用戶端。終端設(shè)備節(jié)點主要有加入網(wǎng)絡(luò)，接收控制命令，以及發(fā)送狀態(tài)信息給協(xié)調(diào)器等。協(xié)調(diào)器主程序流程如圖2所示。

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　　基于ZigBee技術(shù)的無線智能照明系統(tǒng)

　　基于ZigBee的智能照明系統(tǒng)的實現(xiàn)

　　ZigBee是一種在無線個人網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中新興的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。電子與電氣工程師協(xié)會IEEE于2000年底成立了802.15.4工作組，規(guī)定了ZigBee的物理層和媒體接入控制層。2001年8月成立了 ZigBee聯(lián)盟，負責ZigBee規(guī)范的制定和應(yīng)用推廣工作，2004年12月推出ZigBee規(guī)范的正式版本ZigBee SpecificationV1.0。目前，ZigBee標準在ZigBee聯(lián)盟的推動下正日趨增強和完善，其實際工程應(yīng)用正日益普及。世界各大半導體巨頭TI，F(xiàn)reeScale和Ember等各自推出了符合ZigBee標準的芯片及協(xié)議棧。其中，TI公司的CC2430加Z-Stack協(xié)議棧是業(yè)內(nèi)公認的最佳解決方案。本文的無線智能照明系統(tǒng)就是在這個平臺上實現(xiàn)的。

　　硬件設(shè)計

　　無線智能照明系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分為協(xié)調(diào)器、路由器和終端節(jié)點三種。其中，協(xié)調(diào)器的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

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　　基于Zigbee技術(shù)的家用無線網(wǎng)關(guān)的設(shè)計

　　網(wǎng)關(guān)對于使用過網(wǎng)絡(luò)的人也許都不陌生，如家中或者辦公室中的連接個人電腦與國際互聯(lián)網(wǎng)的路由器。這里討論的網(wǎng)關(guān)，它的作用不是連接你的個人電腦到互聯(lián)網(wǎng)上遨游，而是將你家中大大小小的家用電器連接到你的個人電腦上，進而不需要你走進家中就能通過PC機控制家用網(wǎng)關(guān)來獲取家電信息和控制它們。因為采用了Zigbee無線技術(shù)，所以又稱為家用無線網(wǎng)關(guān)。

　　結(jié)合本課題中家用網(wǎng)關(guān)和家用電器的主從關(guān)系，本文采用基于星型拓撲結(jié)構(gòu)的Zigbee網(wǎng)絡(luò)。因為Zigbee無線網(wǎng)關(guān)需要將基于TCP協(xié)議的信息轉(zhuǎn)發(fā)給Zigbee網(wǎng)絡(luò)其它的節(jié)點，故它必須為一個FFD設(shè)備，同時它在整個Zigbee網(wǎng)絡(luò)還要管理其它節(jié)點的一些信息，故其又實現(xiàn)為一個協(xié)調(diào)器。

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　　根據(jù)課題要求，選擇的系統(tǒng)硬件組成：采用S3C4480嵌入式開發(fā)板，該開發(fā)自帶2M FLASH和8M RAM。網(wǎng)絡(luò)芯片采用RTL8019 10M網(wǎng)絡(luò)芯片，Zigbee通信模塊采用TI的CC2420芯片(兩片)。

　　選用的系統(tǒng)軟件組成：uCOS-Ⅱ+基本功能Zigbee協(xié)議棧+LWIP TCP/IP協(xié)議棧。

　　Zigbee無線網(wǎng)關(guān)基本功能為將基于TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)與基于Zigbee協(xié)議棧的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，從而可以將基于常用的以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)發(fā)送到Zigbee網(wǎng)絡(luò)中，也可以將Zigbee網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)發(fā)送到以太網(wǎng)中。開啟Zigbee無線網(wǎng)關(guān)，其它的RFD節(jié)點通過與其通信，加入到該無線網(wǎng)絡(luò)中。這樣Zigbee無線網(wǎng)關(guān)就可以管理所有節(jié)點。

　　這里涉及兩個主要協(xié)議棧：Zigbee協(xié)議棧和TCP/IP協(xié)議棧。

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　　基于ZigBee技術(shù)的智能家居無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

　　在智能家居系統(tǒng)中，將無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于家庭網(wǎng)絡(luò)已成為勢不可擋的趨勢。這不僅僅是因為無線網(wǎng)絡(luò)可以提供更大的靈活性、流動性，省去花在綜合布線上的費用和精力，而且更因為它符合家庭網(wǎng)絡(luò)的通訊特點。隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進一步發(fā)展，必將大大促進家庭網(wǎng)絡(luò)智能化的進程。

　　本文介紹的智能家居無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用ZigBee技術(shù)，它是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術(shù)，符合IEEE802.15.4協(xié)議，是IEEE工作組專門為家庭短距離通訊制定的新標準。

　　本系統(tǒng)以家庭為單位進行設(shè)計安裝，每個家庭都安裝一個家庭網(wǎng)關(guān)、若干個無線通訊ZigBee子節(jié)能模塊。在家庭網(wǎng)關(guān)和每個子節(jié)點上都接有一個HeliLink無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊(符號ZigBee技術(shù)標準的產(chǎn)品)，通過這些無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊，數(shù)據(jù)在網(wǎng)關(guān)和子節(jié)點之間進行傳送。下面介紹各部分的結(jié)構(gòu)及功能。

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　　基于ZigBee技術(shù)的無線智能家用燃氣報警系統(tǒng)

　　在研究傳統(tǒng)家用燃氣報警器的基礎(chǔ)上，以ZigBee協(xié)議為平臺，構(gòu)建mesh網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的智能語音報警系統(tǒng)。由于傳感器本身的溫度和實際環(huán)境溫度的影響，傳感器標定后采用軟件補償方法。為了減少系統(tǒng)費用，前端節(jié)點采用半功能節(jié)點設(shè)備，路由器和協(xié)調(diào)器采用全功能節(jié)點設(shè)備，構(gòu)建mesh網(wǎng)絡(luò)所形成的家庭內(nèi)部報警系統(tǒng)，通過通用的電話接口連接到外部的公用電話網(wǎng)絡(luò)，啟動語音模塊進行報警。實驗結(jié)果表明，在2.4 GHz頻率下傳輸，有墻等障礙物的情況下，節(jié)點的傳輸距離大約為35 m，能夠滿足家庭需要，且系統(tǒng)工作穩(wěn)定，但在功耗方面仍需進一步改善。

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　　基于ZigBee技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化智能家居系統(tǒng)

　　本文提出了一種基于ZigBee 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化智能家居系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方案。系統(tǒng)采用

　　ZigBee 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)家庭內(nèi)部的通信，利用MC9S12NE64 芯片實現(xiàn)以太網(wǎng)--串口數(shù)據(jù)傳輸，從而達到家庭內(nèi)部網(wǎng)與外部以太網(wǎng)通信的目的，紅外技術(shù)與遠程控制同時應(yīng)用在家庭中，真正的實現(xiàn)了低成本的家居網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理。

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