基于ARM9与ZigBee的智能家居系统的设计-基于ARM9与Zi.PDF

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维普资讯 第21卷 第 6期 武 汉 科 技 学 院 学 报 、b1.21No.6 2008年 6月 JOURNALOFW UHAN UNIVERSITY OFSCIENCEAND ENGINEERING Jun.2008 基于ARM9和ZigBee的智能家居系统的设计 陈强,许乐平,王艳 (武汉科技学院 电信学院,湖北 武汉 430073) 摘 要:结合嵌入式技术和 ZigBee无线通信技术开发了智能家居系统。给出了智能家居系统总体框 图, 对各部分的硬,软件进行了设计,并阐述了实现该系统的几个关键问题。用户可以通过网关对智能家 居系统进行远程监控,在室内可以利用 内嵌ZigBee模块的手持设备 (如PDA)对网络的家 电设备进行 集 中管理和监控。 关键词:智能家居;家庭网关;ARM9;ZigBee 一 中图分类号:TM76 文献标识码 :A 文章编号:1009--5160(2008)--0048--04 0 引言 智能家居网络传输数量小,无需太大的传输速度 ;家庭 中的各种家电设备多,需要的网络量大 ;信息的实 时性要好 ,时延要短。ZigBee是近几年发展起来的一种短距离无线通信技术,具有短距离,低功耗 ,低数据率, 低成本 ,安全可靠等优点。ZigBee的技术特点决定了其能很好的满足智能家居网络的上述需求。 l 系统总体方案 智能家居网络的总体结构可以划分为外部网络 ,家庭网关和内部网 3个部分。外部网可以是小区局域网, 有线 电视网,电话网和 Internet等,大多采用 比较成熟的技术。内部网则是用于互连家庭 内部各种家 电设备的局 域网,主要包括信息家电部分 ,环境控制部分,安防报警部分和三表抄送部分。各部分又包含多个节点,每个 节点即为通信的一个终端。各节点之间相互独立,某一个节点出现故障时不影响到其他节点的运行。家庭网关 是连接家庭 内部网和外部网的网络连接设备 ,将 内部网按人外部网,为外部网络提供对家庭内部联网设备的控 制功能;同时家庭网关允许家庭内部可以采用不同的联网技术 ,但 由于我们定义的家庭内部网络只采用 ZigBee 技术进行无线连接 ,所 以我们不需要考虑家庭 内部网络不同协议的装换。 其中,家庭网关采用ARM9架构的32位嵌入式 RISC处理器。通过在家庭网关和各种家电设备中嵌入基于 ZigBee芯片的无线网络收发模块 ,实现网关和各个网络子节点的数据传送,从而实现家庭内部各种设备的无线 连接和家庭的自动化。 智能家居系统的总体框 图以上如图 1所示。 2硬件设计 2.1ZigBee技术 ZigBee是一种新兴的近距离 ,低复杂度 ,低功耗 ,低数据速率 ,低成本的无线网络技术。zigBee采用 白 组织方式组网,这种架构被称为无线基础构架的无线局域网,这种架构对网络内部的设备数量不加限制,并可 随时建立无线通信链路。协调器一直处于监听状态 ,一个新添加的RFD会被网络 自动发现。 2.2家庭网关 , 收稿 日期 :2008—5—25 作者简介 :陈强 (1984.),男,研究生,研究方向:智能家居 维普资讯 第 7期 陈强,等:基于AMR9和ZigBee智能家居系统的设计 49 图l智能家居系统的总体框图 家庭网关是智能家居系统的核心部分,它实际上就是一个功能齐全的嵌入武系统。硬件设计上采用功能强 大的ARM9芯片加上其他功能模块 ,并且外接一个 ZigBee无线收发模块,以实现对家庭内部网的各种家电设 备的控制。软件上主要是移植 uC/OS一Ⅱ实时操作系统,并在其上开发驱动程序,应用程序。其硬件结构如图2 所示 。

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