一种基于ZigBee技术的全天候智能家居系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于ZigBee技术的全天候智能家居系统。该系统包括ZigBee模块、ARM PC端、GPRS模块、以太网模块、远程PC机和手机客户端，ARM PC端通过ZigBee模块分别连接电视机、空调、照明和安防监控装置；ARM PC连接GPRS模块和以太网模块；GPRS模块连接远程PC机；以太网模块连接手机客户端。利用ARM PC端的高集成、嵌入式、多接口、兼容性高等特点实现对系统的总体控制；利用ZigBee技术实现系统节点通信，达到低功耗、高速率的目的；利用成熟的GPRS、以太网模块实现了远程通信控制和Internet通信控制的目的。
【专利说明】—种基于ZigBee技术的全天候智能家居系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能家居系统，尤其是涉及一种基于ZigBee技术的全天候智能家居系统。
【背景技术】
[0002]现有智能家居系统存在以下缺陷:1、控制功耗大；2、不能实现对各家用设备间的控制、监控、管理和通信的全天候功能；3、在远程控制上存在不一致的问题。随着人们生活水平不断提高和科学技术水平的迅速发展，开发具有全天候智能家居系统势在必行。
【发明内容】
[0003]为解决以上现有技术存在的问题和缺陷，本发明提供一种基于ZigBee技术的全天候智能家居系统。本系统运用ARM PC端、ZigBee技术、锂电池充电等原理实现低功耗，便捷通信，全天候的智能家居控制管理一体化，实现了智能家居系统人机交互控制、智能管理、远程监控、以太网控制管理等功能。
[0004]本发明采取的技术方案是:一种基于ZigBee技术的全天候智能家居系统，其特征在于，该系统包括ZigBee模块、ARM PC端、GPRS模块、以太网模块、远程PC机和手机客户端，ARM PC端通过ZigBee模块分别连接电视机、空调、照明和安防监控装置；同时ARM PC端通过RS232接口连接GPRS模块；通过IEEE802.3协议和ISA接口连接以太网模块；GPRS模块连接远程PC机；以太网模块连接手机客户端。
[0005]本发明所述的ARM PC端包括ARM芯片、电源电路、复位电路、LED电路、键盘电路、ZigBee接口、I/O接口、时钟电路、JTAG调试接口、GPRS接口、以太网接口、FLASH存储器和SDRAM存储器，电源电路、复位电路、LED电路、键盘电路、ZigBee接口、I/O接口、时钟电路、JTAG调试接口、GPRS接口、以太网接口、FLASH存储器和SDRAM存储器分别与ARM芯片连接。
[0006]本发明所产生的有益效果是:利用ARM PC端的高集成、嵌入式、多接口、兼容性高等特点实现对系统的总体控制；利用ZigBee技术实现系统节点通信，达到低功耗、高速率的目的；利用成熟的GPRS、以太网模块实现了远程通信控制和Internet通信控制的目的。
[0007]本系统应用于家居环境下对各家用设备间的监控、管理和通信等方面，实现了全天候智能家居理想的管理方式，达到了人机交互，远程监控的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为基于ZigBee技术的全天候智能家居系统原理框图；
图2为图1中的ARM PC端原理框图；
图3为Zigbee模块节点供电方式示意图；
图4为ZigBee模块协议原理框图；
图5为ZigBee模块各节点工作流程图。
【具体实施方式】
[0009]以下结合附图对本发明作进一步说明:
参照图1，一种基于ZigBee技术的全天候智能家居系统包括ZigBee模块、ARM PC端、GPRS模块、以太网模块、远程PC机和手机客户端，ARM PC端通过ZigBee模块分别连接电视机、空调、照明和安防监控装置；同时ARM PC端通过RS232接口连接GPRS模块；通过IEEE802.3协议和ISA接口连接以太网模块；GPRS模块连接手机客户端；以太网模块连接远程PC机。
[0010]参照图2，本系统的ARM PC端包括ARM芯片、电源电路、复位电路、LED电路、键盘电路、ZigBee接口、I/O接口、时钟电路、JTAG调试接口、GPRS接口、以太网接口、FLASH存储器和SDRAM存储器，电源电路、复位电路、LED电路、键盘电路、ZigBee接口、I/O接口、时钟电路、JTAG调试接口、GPRS接口、以太网接口、FLASH存储器和SDRAM存储器分别与ARM芯片连接。
[0011]ARM PC端选用先进的ARM处理器，整合基本SDRAM、Nand Flash以及触摸屏、蜂鸣器、以太网卡、USB、GP1等硬件资源，并且集成了许多常用的片上功能(例如外部存储控制器，IXD控制器，UART、SPI通道等等)。ARM PC端主要用于整体系统的控制，与其它电路进行通信，处理各用电器节点反馈数据等，
参照图3，本系统的电源电路包括选择开关、AC/DC转换芯片和锂电池，选择开关连接电视机、空调、照明和安防监控装置等的电源电路；同时选择开关通过AC/DC转换芯片连接锂电池，锂电池连接ZigBee模块。各Zigbee节点安装在各家用电器上，节点通过锂电池进行供电，家用电器通过市电为锂电池充电。
[0012]参照图4, ZigBee模块各节点通过2.4GHz无线频带进行通信Zigbee协议的整体框架包括物理层、MAC层、网络层、应用支持层和应用层。每个家用电器均安装Zigbee通信节点，节点通过锂电池供电，在家用电器接电时对电池进行充电。
[0013]参照图5，各节点通过Zigbee通信方式与PC端进行通信，Zigbee模块各节点工作流程为:
(0.初始化Zigbee模块；其中包括Zigbee协议栈,分配节点号、初始化路由表等；
(2).初始化A/D、I/0 接口 ；
(3).Zigbee模块进入休眠状态，等待控制节点发出指令，对收到的指令数据进行判断，若是本节点指令，则执行；若不是本节点指令，节点继续休眠；
(4).根据指令执行命令。
[0014]本系统是以家居设备为主要控制管理对象，包括:照明、电视、空调、安防监控系统等，通过客户端计算机，嵌入式Web服务器和装有无线ZigBee模块的家用设备组成。系统可以使用户通过嵌入式PC终端、手机客户端实现对家居设备的控制、监控、管理，其中PC端还可以与以太网相连接，用户可以通过远程PC端通过以太网实现对系统内家居设备控制、监控和管理。系统的总体控制通过ARM PC端来实现，并通过人机交互界面、移动互联、Internet网络实现对系统的近端及远程控制。
[0015]本发明工作原理:本系统中心节点为嵌入式PC端，其余家居设备均通过装在设备上的ZigBee模块实现与中心节点的通信。家用电器需要全天候连接220V市电，当家用电器启动时，选择开关对家用电器进行供电，切断对Zigbee模块的供电，Zigbee模块由锂电池进行供电；当家用电器关闭电源时，选择开关接通AC/DC芯片，通过该芯片转换的直流电对锂电池进行充电。当Zigbee模块接收到开启家用电器信号指令时，重新开启对家用电器进行220V供电。确保系统全天候运行。
【权利要求】
1.一种基于ZigBee技术的全天候智能家居系统,其特征在于,该系统包括ZigBee模块、ARM PC端、GPRS模块、以太网模块、远程PC机和手机客户端，ARM PC端通过ZigBee模块分别连接电视机、空调、照明和安防监控装置；同时ARM PC端通过RS232接口连接GPRS模块；通过IEEE802.3协议和ISA接口连接以太网模块；GPRS模块连接远程PC机；以太网丰吴块连接手机客户立而。
2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的全天候智能家居系统，其特征在于，所述的ARM PC端包括ARM芯片、电源电路、复位电路、LED电路、键盘电路、ZigBee接口、I/O接口、时钟电路、JTAG调试接口、GPRS接口、以太网接口、FLASH存储器和SDRAM存储器，电源电路、复位电路、LED电路、键盘电路、ZigBee接口、I/O接口、时钟电路、JTAG调试接口、GPRS接口、以太网接口、FLASH存储器和SDRAM存储器分别与ARM芯片连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于ZigBee技术的全天候智能家居系统，其特征在于，所述的电源电路包括选择开关、AC/DC转换芯片和锂电池，选择开关连接电视机、空调、照明和安防监控装置；同时选择开关通过AC/DC转换芯片连接锂电池，锂电池连接ZigBee模块。
4.根据权利要求3所述的一种基于ZigBee技术的全天候智能家居系统，其特征在于，所述的ZigBee模块各节点通过无线频带进行通信，Zigbee协议的整体框架包括物理层、MAC层、网络层、应用支持层和应用层；Zigbee模块各节点工作流程为: (0.初始化Zigbee模块； (2).初始化A/D、I/0 接口 ； (3).Zigbee模块进入休眠状态，等待控制节点发出指令，对收到的指令数据进行判断，若是本节点指令，则执行；若不是本节点指令，节点继续休眠； (4).根据指令执行命令。
【文档编号】G05B19/418GK104503408SQ201410807831
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月23日 优先权日:2014年12月23日
【发明者】王武志, 宋光伟, 孙光, 苏红, 屈小庆 申请人:天津光电通信技术有限公司