ZigBee在智能家电控制系统中的应用

张 玲 重庆应用技术职业学院



ZigBee在智能家电控制系统中的应用

张 玲 重庆应用技术职业学院

【文章摘要】

【关键词】

计算机网络；程序设计；教学模式；云计算

引言

近年来，社会的信息化速度加快，越来越多的通信技术、信息技术出现在生活中，使人们的生活条件不断的改善。智能家居使生活环境更舒适、安全、方便。智能家电作为智能家居的一部分，可以在移动终端或者电脑上，按照我们的要求，通过预定的控制程序，自动控制烤火炉、空调、电饭煲等电器设备，使我们的生活安全而方便。并且在我们每购置一台新的设备，只要这台设备支持标准的协议，那么就可以很方便的加入整个家庭网络中。

1.ZigBee 概况

ZigBee（又称紫蜂协议）技术是一种无线网络技术，在民用、工业领域发展强劲，适用于对数据传输速率不高的场合。目前应用比较多的智能家居，遵循特定的通信准则，从一个传感器到另一个传感器，以接力方式相互协调传递信息。这种信息传递方式有很多优点，成本低、效率高、相对简单。对于智能家居的分支——智能家电，应用该技术组网方便，家庭内部如果有新设备也可以方便构建入网，人们的生活更加安全、方便。

2.智能家居的研究现状

如今，“智能家居系统”已被美洲、亚洲的一些发达国家的小区安装了。韩国SAMSUNG 公司研发的智能家居产品从21世纪初开始在中韩两国市场上宣传推广，产品的优势在于利用网络统一管理家用电器，人们使用起来更方便快捷。韩国Curitel Communications 公司已开始利用ZigBee技术研究手机对家居家电设备的无线远程控制。

与经济发达国家相比，我国智能家居行业出现较晚，相关领域的技术发展比较落后。近几年来国内发展很快的无线通信和嵌入式技术备受关注，智能家居领域也趁势发展。各大公司都想在智能家居领域有所发展。例如，深圳TCL 公司成功研发出具有安防功能、家电设备的远程控制功能的智能家居服务产品。海信公司研发的DNet-Home 数字家庭系统，拥有远程监控住所、收取管理费用等功能。

3.智能家电系统总体方案

智能家电控制系统主要分为三大部分：ARM处理器控制中心、紫蜂协议网络模块、各个紫蜂协议终端控制模块。

ARM处理器控制中心：这个模块是系统的主控中心，拥有一个4.3寸LCD 触摸屏显示终端。

紫蜂协议网络模块：采用网状方式组建网络，网络中具有一个协调器节点、若干个路由器节点和终端节点。

紫蜂协议终端控制模块：控制终端分为温湿度检测终端和开关控制终端两大部分。

利用移动通信网、互联网等获知住所内部环境参数（温度、湿度、水、电、气等）、各类家电运行情况等信息告知住户，让住户在第一时间知晓家居内部情况，实现住所内部与外界的信息通信。住户不仅可通过任何设备上网登录Web浏览器或APP查看家里的电器设备，如电饭煲、烤火炉、空调、灯、热水器等，而且可以通过设置命令对家电设备进行远程控制。

4.智能家电系统方案设计

基于ZigBee的智能家电网络系统，从总体结构上可以分为“外部网络”和“内部网络”两部分。使用较广泛，技术也比较成熟，日常生活中常见的“有线电视网”和“电话网”都属于“外部网络”。“内部网络”则是我们研究比较多的，目的是把家用电器看成网络设备，把它们联在一起，形成一个“局域网”，这样就可以监测住所中的温湿度、电压电流、有害气体浓度，调节室内灯光亮度，控制烤火烤、饮水机、热水器、电饭煲等电器设备工作。智能家电系统采用以下方案设计。

（1）系统方案设计。选定主控中心S3C6 410控制器和 QT 界面设计技术，选择系统芯片CC2430组网，根据系统的功能采用网状网络。对系统的消耗问题和网络的安全问题进行研究。

（2）系统硬件设计。主要包括主控中心电路、开关控制和温湿度检测电路。

（3）系统软件设计。主要包括主控中心界面、 LCD 界面显示、紫蜂协议组网、温湿度检测的软件设计。

5.总结

智能家电控制系统改变了对家电设备的管理模式，提高了人们的生活质量，解决家用小家电的智能家居网络的能耗和安全问题。随着科技的进步，系统的功能将会逐步完善。本文中设计的智能家电控制系统只涉及到几个基本功能，还需要进行深入研究，满足人们对家电智能化的需要。

【参考文献】

［1］许钦泰.基于 ARM 和嵌入式 Linux 的智能家居系统研究［D］.山东科技大学，2009.

［2］ You-guo L，Ming-fu J.The Reinforcement of Communication Security of theInternet of Things in the Field of Intelligent Home through the Use ofMiddleware［C］// Knowledge Acquisition and Modeling （KAM），2011 FourthInternational Symposium on.IEEE，2011: 254-257.

［3］ 胡永利，孙艳丰，尹宝才.物联网信息感知与交互技术［J］.计算机学报，2012，35（6）: 1148-1159.

［4］ 李扬.基于嵌入式技术的智能家居系统设计与实现［D］.上海：华东理工大学，2012.

*基金项目：本文系重庆应用技术职业学院2015年院级科研课题“基于云计算的重庆农村物流公共信息平台建设研究”（编号：CQYZJG201506）阶段性成果

介绍了"云计算"的概念、应用于教学的现状以及计算机网络专业程序设计课程教学模式改革。重点探析了"云平台"所带来的新变化，计算机网络专业程序设计课程的教学方法、教学手段、教学内容等教学模式的改革，对计算机网络专业的建设有重要的指导意义。