基于zigbee技术的无线开关控制器及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明实施例是有关ZIGBEE无线多功能开关控制的模块技术与应用方法，实现 远程的智能家居无线控制功能。
【背景技术】
[0002] 目前市场上关于智能家居的产品也很多，种类繁多，应用复杂，无线通信技术不成 熟，通信可靠性和实时性得不到保障，并且网络节点数量少，节点多了，网络出现拥堵严重。 本发明创造主要解决上述问题，把种类繁多的产品集合到一个应用系统中，模块化操作，使 用简单，通用性强，一条命令即可切换功能类型，适合于在不同的产品中应用，实现真正的 多功能控制。并且利用ZIGBEE技术实现高速率、远距离、多设备节点，通信稳定可靠、无方 向性等特点，从而大大提高家居智能化程度。
[0003] 目前市面上的同类产品大都采用的是红外技术或者小无线技术。红外技术在传统 的具有遥控的家电产品中应用比较普遍，但是通信距离短，数据通信非常不安全，受现场的 环境影响非常大，方向性单一，并且不能穿透障碍物，必须在可视距离通信、通信速率非常 低，并且成功率不是很高。小无线技术为无线通信专网组网方式，以ISM或专用频点进行数 据双向传输，免布线。由于小无线组网的通信协议是各厂家自行开发的私有协议，没有统一 的技术标准，设备的互操作性差，互连互通困难。此外，小无线组网的路由算法往往过于简 单、收敛速度慢甚至不递归，系统规模和扩展能力也存在瓶颈，小无线在底层所采用的抗干 扰技术有限，所以对于目前多变复杂的无线应用环境，会降低一定的通信成功率。并且通信 速率低，响应速度慢，影响数据的实时上报和控制，给人造成控制迟延的感觉。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例解决前述缺陷，设计一种基于ZIGBEE技术的无线开关控制器，用于 控制多类智能家居设备，包括通过ZIGBEE应用协议控制这些智能家居设备的一个ZIGBEE 射频芯片。
[0005] 在一个实施例中，所述ZIGBEE射频芯片选用EM357型芯片，内置32位ARM处理器。
[0006] 在一个实施例中，所述ZIGBEE射频芯片在休眠状态下的电流被设定为0. 7yA。
[0007] 在一个实施例中，所述的ZIGBEE应用协议是基于对象字典（OD)技术，对智能家居 设备的参数和状态进行设置和控制。
[0008] 在另一个实施例中，提供一种无线开关控制系统，设置在一个智能家居设备组成 的网络中，用于集成和控制多类智能家居设备，其是由无线网关和与之无线连接的若干个 控制节点组成，其中所述无线网关包含一个ZIGBEE上位节点设备，用于组建网络和协议解 析，并通过ZIGBEE应用协议向控制节点传输数据；所述控制节点包含ZIGBEE射频芯片，用 于配置控制节点所在设备的参数，并定时通过所述无线网关进行广播以实时查询和控制所 在设备的状态。
[0009] 在一个实施例中，所述的ZIGBEE应用协议是基于对象字典（OD)技术，对所述的无 线网关和控制节点的参数和状态进行设置和控制。
[0010] 在一个实施例中，通过READ_OD命令帧读取控制节点的实时状态信息，其中根据 所需访问的控制节点的标识符的不同选择相应的命令格式；通过WRITE_OD命令帧写入控 制节点的参数以进行远程控制，其中根据所需访问的控制节点的标识符的不同选择相应的 命令格式。
[0011] 在一个实施例中，所述标识符选用MAC地址。
[0012] 在另一个实施例中，无线开关控制器的控制方法，用于控制多类智能家居设备，包 括：对一个ZIGBEE射频芯片进行初始化，并对无线网关进行初始化；进一步包括：重设所述 ZIGBEE射频芯片中看门狗单元（WDT);检测串口是否连接超时，若是，则产生一个串口数据 处理事件；若否，则产生一个无线数据处理事件；产生无线数据协议处理事件；检测是否已 加入到一个ZIGBEE应用协议中。
[0013] 在一个实施例中，所述步骤中的处理事件包括了 ：判断ZIGBEE射频芯片内延迟发 送缓存区中是否存在数据，若是，则通过ZIGBEE应用协议发送数据；若否，则判断此控制节 点的设备类型和参数；通过控制节点的外部输入单元设置此控制节点的状态。
[0014] 本发明实施例可以实现控制多种设备的功能，实用简单的操作，只要修改参数就 可以实现不同设备的功能。针对输出信号设备有：电动窗帘、电动幕布、电动玻璃、灯开关、 调光灯开关、声光报警器等等。针对输入信号设备有：门禁信号，人体热释传感器、一氧化碳 传感器、烟雾传感器和场景控制器等等。应用方法包括设备定义以及配置，和如何实现远程 读取和控制。
[0015] 本发明实施例主要是集合了十几种设备功能。包括针对输出信号设备：电动窗帘、 电动幕布、电动玻璃、灯开关、调光灯开关、声光报警器等等。针对输入信号设备：门禁信号， 人体热释传感器、一氧化碳传感器、烟雾传感器和场景控制器等等。技术创新组成分为：1、 无线多功能开关控制器设备上的ZIGBEE数据收发模块硬件组成。2.无线多功能控制器系 统架构及软件协议和流程。2、多功能开关动作控制器定义及应用。
【具体实施方式】
[0016] 多功能开关控制器设备上采用的是业界领先的ZIGBEE射频芯片。例如芯片选取 Silincon公司的EM357芯片，芯片具备行业领先的32位ARM?CortexTM-M3处理器。
[0017] 本发明提供一种无线开关控制系统，设置在一个智能家居设备组成的网络中，用 于集成和控制多类智能家居设备，其是由无线网关和与之无线连接的若干个控制节点组 成，其中所述无线网关包含一个ZIGBEE上位节点设备，用于组建网络和协议解析，并通过 ZIGBEE应用协议向控制节点传输数据；所述控制节点包含ZIGBEE射频芯片，用于配置控制 节点所在设备的参数，并定时通过所述无线网关进行广播以实时查询和控制所在设备的状 O
[0018] 在一个实施例中，所述的ZIGBEE应用协议是基于对象字典（OD)技术，对所述的无 线网关和控制节点的参数和状态进行设置和控制。
[0019] 在一个实施例中，通过READ_0D命令帧读取控制节点的实时状态信息，其中根据 所需访问的控制节点的标识符的不同选择相应的命令格式；通过WRITE_0D命令帧写入控 制节点的参数以进行远程控制，其中根据所需访问的控制节点的标识符的不同选择相应的 命令格式。
[0020] 在一个实施例中，所述标识符选用MC地址。
[0021] 在另一个实施例中，无线开关控制器的控制方法，用于控制多类智能家居设备，包 括：对一个ZIGBEE射频芯片进行初始化，并对无线网关进行初始化；进一步包括：重设所述ZIGBEE射频芯片中看门狗单元（WDT);检测串口是否连接超时，若是，则产生一个串口数据 处理事件；若否，则产生一个无线数据处理事件；产生无线数据协议处理事件；检测是否已 加入到一个ZIGBEE应用协议中。
[0022] 在一个实施例中，所述步骤中的处理事件包括了 ：判断ZIGBEE射频芯片内延迟发 送缓存区中是否存在数据，若是，则通过ZIGBEE应用协议发送数据；若否，则判断此控制节 点的设备类型和参数；通过控制节点的外部输入单元设置此控制节点的状态。
[0023] 本模块内嵌稳定、可靠的ZIGBEE协议栈，通信范围广，网络可靠性高。
[0024] 本模块设计为体积超小