基于智慧家居的物联网实体搜索研究

齐佳惠　何美惠　赵娇

摘要：在信息化环境的基础上充分利用先进的物联网感知技术，将“智慧化”理念普及到家庭，使用户享受到智能、高端的技术成果。家庭中利用Zigbeeug线技术布网，无需布线，低功耗，环保。远程利用6SM技术连接用户与家庭，用以时刻查询家中的各种环境信息，并控制家中的相关电器。手机可作为智能终端，因6SM需要收取短信费，所以在家中手机利用蓝牙无线技术控制家中的相关设施。总之，它跨越了距离，跨越了种族，跨越了人与物。

关键词：ZigBee技术；智慧家居；传感器技术；6SM技术

1研究背景

家居智能化系统的概念起源于20世纪70年代的美国，随后，传播到欧洲、日本等国并且得到了很好的发展。在我国，智能家居这一概念推广较晚，约在90年代末家居智能化系统才得以进入国内，但发展速度惊人。所谓智能家居是现代电子技术、自动化技术及通信技术相结合的产物。它能够自动控制和管理家电设备，对家庭环境的安全进行监控报警，并且能够为住户提供安全舒适、高效便利的学习生活及工作环境。与普通的家居相比，智能家居不仅具备传统的居住功能，提供舒适温馨，高效安全的高品位生活环境，还将一个被动静止的居住环境提升为一个有一定智慧协助能力的体贴的生活帮手，进一步优化住户的生活质量。

2研究目的与意义

虽然目前智能家居系统有了一定的发展，并且市场上也开始出现相应的产品，但从总体的发展来看，不容乐观，特别是统一标准和权威产品的缺乏严重影响了家居智能化的发展。智能家居控制器可以为系统提供智能控制方案，使住户的控制更便捷，更高效，更能为家庭的日常活动节约不必要的能耗。而且在现在这个注重绿色环保的世界里，智能的为住户控制好空气的湿度、温度等，检查分析空气成分，让住户安心入住。智慧家居结构如图l所示。

3智慧家居设计构想

模块一：PC机（个人笔记本电脑）一端口与协调器连接，在各个Zigbee节点上连接有传感器（温湿度传感器、烟雾传感器、热释电红外传感器、光敏传感器等）、继电器。传感器用于采集信息，继电器可以判断门窗开关等。将其传送到协调器，再发送至PC机显示室内状况信息。

模块二：另一端口与短信猫相连，利用GSM技术、2G网络，可以通过发送短信实现实时查询。

模块三：同时利用继电器连入电路，控制开断路，由蓝牙实现无线控制技术达到控制电器开关的目的，在手机里安装编写好的APP，就可以利用蓝牙控制家中相关设施。

4技术简介

4.1实现模块

实现模块一中的硬件包括网蜂Zigbee节点，DTH11温度传感器，MOZ烟雾传感器，光敏电阻等和继电器。其中各类传感器等感知设备是无线传感器网络的末端，感知设备必须依附于无线传感器网络这一主体才能实现彼此的互联互通。无线传感器网络的主体是由Zigbee无线通信技术来实现的，它构成了传感数据的传输通道。Zigbee是基于IEEE802.15.4协议规范的短距离、低功耗无线通信技术，有自组织和低数据速率等特点。Zigbee节点设备分为协调器（coordinator）、路由器（Rouger）和终端（EndDevice）三类，终端节点和协调器的最大通信距离为200米，若在二者之间加入路由器，则通信距离可扩展至400米，这样的通信覆盖面积可满足家庭无线传感网建设需要。

智慧实验室系统使用的Zigbee模块带有USB转串口功能，通过方口USB或5V直流电源、3.7V锂电池供电，带有DEBUG接口可兼容TI标准仿真工具，同时所有的10口及常用串口引脚被引出。

与5l单片机的开发环境Keil相类似，Zigbee的开发环境为IAR.7.60A，其最大优势是能直接使用TI公司提供的Z-Stack协议栈进行开发，开发过程中只需要调用API接口函数即可。除了开发环境和协议栈的安装，还要进行仿真器cc DEBUGGER的驱动程序安装，在安装成功后，会在主机的设备管理器中Cebalcontrolleddevices分支下显示出仿真器的名称SmartRF04EB。

4.2传感器数据采集

传感器数据采集包括温湿度传感采集、光敏传感采集、热释电红外传感器采集和烟雾传感器采集。温度使用的温湿度传感器为DHT11数字温湿度传感器，它由电阻式感湿元件和NTC测温元件组成。根据温湿度传感器的电子特性，其应用电路如图2所示。

图中由CC2530的P0.6口对DHT11的电平输出进行检测，在Zigbee节点编程时，需要依次对DHT11的10口初始化、串口初始化，编写温湿度检测函数，检测函数涉及温湿度的ASC码转换与串口数据接收、打印。

其他传感器数据采集的操作和温湿度传感器的相似，在《ZigBee实战演练》一书中都有提及，在此不做详细论述。

4.3 GSM简介

实现模块二所需的硬件有GsM模块，sIM卡。模块二以上功能实现都建立在用VB编写的软件基础上，在此软件上，包括主人信息，室内实时状况，短信自动回复，打印主人想要的数据等，其中使用的是office access2013数据库。

PC（个人笔记本电脑）一端口与短信猫西门子TC35i相连，利用GSM技术、2G网络，可以通过发送短信实现实时查询。即TC35i是实现短信收发功能主要电子元件，是一种基于无线GSM技术的工业级的MODEM配件，是一种内嵌GSM无线通信模块，与外围电路及电路板结合，插入移动运营商的手机SIM卡，可以与移动运营商的短信中心建立无线连接，本地通过与PC的连接可以实现计算机控制应用系统实现自由的短信收发。

4.4蓝牙技术简介

实现模块三所需要的硬件有蓝牙，继电器。所需软件是安卓app，如图3所示。

所谓蓝牙（Bluetooth）技术，实际上是一种短距离无线通信技术。说得通俗一点，就是蓝牙技术使得现代一些轻易携带的移动通信设备和电脑设备，不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线上因特网，其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络。

这里需要实现蓝牙控制继电器以达到最终控制电器的目的。