一种基于ZigBee网络的无线智能家居安防系统的制作方法

本发明涉及一种无线智能家居安防系统，特别涉及一种基于zigbee网络的无线智能家居安防系统。

背景技术：

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，如西门子、abb等制造商，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ieee802.15.4协议的短距离、低功耗、开放式的无线个人局域网(wirelesspersonalareanetworks)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。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题在于提供一种基于zigbee网络的无线智能家居安防系统，实现家居控制的无线化、智能化。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于zigbee网络的无线智能家居安防系统，包括与控制主机连接的zigbee中心收发模块，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，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。

所述的控制主机包括micro2440核心板、通讯模块、和触摸屏。

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。

所述的基于zigbee网络的无线智能家居安防系统，还包括由zigbee控制模块和按键组合板构成的zigbee遥控器，通过切换无线通道和发射指令控制zigbee中心收发模块。

所述的zigbee遥控器还通过按键组合键进行密码加密。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

1、本发明通过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，实现其无线化网络控制，并且将该网络集中由与控制主机连接的zigbee中心收发模块控制，具体的被控设备通过zigbee协议路由串联zigbee节点模块来控制。避免了有线级联连接被控设备，所带来的布线、系统连接及其维护等诸多麻烦与缺陷。

2、本发明通过zigbee网络实现对家居控制的智能化，即可以通过控制主机的控制面板来控制，也可以由zigbee遥控器来控制，实现对家居设备、家用电器的便捷控制。而且当与各种报警传感器连接的节点模块收到触发信号之后，会及时传递给zigbee网络并引发报警，实现家居安全的智能化控制。

3、实现家居环境的多节点控制、网络化控制，由于zigbee网络具有自组织功能，当网络拓扑发生变化时，zigbee中心收发模块能够发现这种变化并修改地址表信息，并分配一个唯一的节点号给该节点。

附图说明

图1为本发明的连接示意图；

图2为本发明的系统运行图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

参见图1，一种基于zigbee网络的无线智能家居安防系统，包括与控制主机连接的zigbee中心收发模块，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，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。

所述的控制主机包括micro2440核心板、通讯模块和触摸屏；micro2440核心板来处理指令和信号，通讯模块和触摸屏来显示或发出指令。

zigbee节点模块和控制电路模块的连接分为三种：

其一，采用zigbee模块+控制板方式，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。如烟感报警器、红外报警器、温度传感器、湿度传感器和电子门锁等均采用该种方式。

其二，采用zigbee模块+调理板方式，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。如灯光亮度调节器，以调整灯(节能灯或者led灯)的亮度，或者为中央空调，用于调整空调的送风强度等。

其三，采用zigbee模块+继电器板方式，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。如电动窗帘、电动车库门、太阳能热水器、游泳池进水/排水/加温控制。

所述的基于zigbee网络的无线智能家居安防系统，还包括由zigbee控制模块和按键组合板构成的zigbee遥控器，通过切换无线通道和发射指令控制zigbee中心收发模块，进而实现对zigbee节点模块和被控设备的控制。比如控制电子门锁的开启、电动窗帘的开/闭/停以及电动车库门的开/闭/停。

如图2所示，基于zigbee网络的无线智能家居安防系统的具有运行为：

首先建立zigbee中心模块到所有zigbee节点模块的路由：

zigbee网络以广播的方式通知上电的传感器节点初始化。侦听到zigbee网络的数据帧之后，微型节点产生一个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。每个节点等待随机时延后发出入网请求(此时用64位ieee扩展地址作为节点号)，zigbee网络收到请求后分配给该微型节点一个16bit的网内节点号(入网后的节点号)，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。若传感器节点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传感器节点初始状态的采集，则系统初始化完成，建立zigbee中心模块到所有zigbee节点模块的路由。

对节点模块的控制：

传感器节点只能与zigbee中心模块通信，zigbee节点相互之间不能进行通信。zigbee中心模块不仅要完成传感器节点的信息采集，还要实现对节点的控制：

向zigbee节点模块发送数据时，将欲发送的数据进行打包，然后选择合适的路由，从而向zigbee节点发送数据；zigbee节点收到数据之后，通过电路模块实现对被控设备的控制；

收到zigbee节点模块发送数据时，读取收到的数据，通过控制主机解析数据，并进行系统处理。

具体以对门锁的无线控制来详细说明：

控制主机将远程的控制指令(如开门指令)加密编码后，通过zigbee中心模块发给门锁的zigbee节点模块，门锁的zigbee节点模块接收后，进行解码和编码解析，给电路模块(继电器控制电路模块)发送开门动作指令，从而控制门锁驱动电机工作，执行开门动作。