“你看，zigbee无线技术就是好，只要拿着一部手机，就搞定了一天的吃喝拉撒睡，智能家居给我带来了很多便利和快捷，真是想不到啊”。随着时代的发展，人们将更多的注意力放在了生活环境的安全性、舒适性和便利性上，从而出现了智能家居的概念。智能家居控制系统使人们可以对家居内的任意电器进行数字化控制，利用计算机技术、网络通讯技术将与家居生活有关的各种设备有机地结合在一起，进行集中管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。本文以ZigBee技术对智能家居内部进行无线网络组网，通过ZigBee无线传感器网络节点的设计，实现节点对各种传感器信息的采集、传输和控制功能。 一、Zigbee无线技术     ZigBee无线技术是一种强调极低耗电、极低成本的短距离无线网络技术，遵循IEEE802.15.4标准。它专注于低速率传输控制，网络容量大，时延短，提供数据完整性检查，加密算法采用AES-128，网络扩充性强，有效覆盖范围为10～75 m，具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定，基本上能够覆盖普通的家庭环境，通信频率采用2.4 GHz免执照频段。 　　ZigBee是一组基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的，有关组网、安全和应用软件方面的技术标准。IEEE802.15.4仅定义了MAC层和物理层协议，而ZigBee联盟则对其网络层和应用层进行了标准化。ZigBee联盟还开发了安全层，以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络的远距离传输不会被其他节点获得。 二、zigbee无线传感器网络系统结构设计 　　无线传感器网络系统主要由传感器、无线网关构成。     无线传感器网络采用树状结构，网络中有一个网关，负责整个网络中数据的处理、转发以及网络的管理。终端节点（传感器节点）上电复位后，会搜索协调器节点，当能够搜索到协调器时，直接申请加入网络。当终端节点搜索不到协调器时，这时就会通过路由器节点找到协调器来加入网络。     加入网络后保持待机状态，当有数据需要发送时，按照组网时的路径来收发数据信息。无线网关通过串口与PC机相连，利用超级终端实现发送命令或者显示数据。 三、传感器模块与无线网关模块     传感器模块亦即是终端节点模块，由传感器、处理器CC2430、天线、LED指示灯、时钟等部分组成。LED指示灯由P1.0、P1.1口控制。传感器模块就是在协调器模块的基础上去掉了LCD，而加入了传感器。传感器选用了DHT11温湿度传感器，与P0.0口相连，来负责数据采集。无线网关模块与传感器模块的硬件电路相同，只是在编程实现功能上有所不同。 四、无线网络系统软件设计 　　在ZigBee网络中，只有那些可以成为ZigBee协调器的设备才能建立新网络。协调器首先执行信道扫描，如果发现了一个合适的信道，协调器就要为新网络选择一个PAN ID，然后协调器进入*状态，随时响应其他节点的入网请求。 　　ZigBee网络有两种设备类型：全功能节点（FFD）和半功能节点（RFD）。RFD为终端节点，FFD可以作为协调器或路由。软件设计包括网络协调器程序以及路由器、终端节点程序。它们均包括初始化程序、协议栈配置、组网方式配置程序、各处理层设置程序以及发射程序和接收程序。初始化程序主要是对CC2430、协议栈、UART串口等进行初始化；发射程序将所采集的数据通过CC2430调制并通过DMA直接送至射频输出；接收程序完成数据的接收、远传及返回信息处理。 　　主程序主要分为2部分，网络协调器程序以及路由器、终端节点程序。 　　对于网络协调器主程序，首先初始化CC2430，然后初始化协议栈。之后程序建立一个新的网络，确定网络的ID号和频道号。之后程序开始进入监测状态。如果有新的设备请求加入网络，则为其分配网络地址，批准其加入网络。同样，协调器接收终端设备无线发送来的信息，并通过串口发送给上位机，或者从上位机得到命令，发送过终端设备。 　　对于路由器、终端节点程序，首先初始化CC2430，然后初始化协议栈。之后程序开始搜索网络，当附近存在网络时，则申请加入网络。之后程序进入待机休眠状态。如果终端传感器有信息要发送，或者接收到协调器的命令，则唤醒设备，进行无线发送或接受。当事件处理完时，重新进入待机休眠状态。 五、系统实现 　　系统的功能主要包括以下几个方面：建立树状网络拓扑结构；查询网络中各节点信息和传感器数据，如电池电量、节点温度信息等；控制节点的开关功能。 　　本系统使用了4个无线网络节点，这样能够组成一个基本的无线网络。并且根据情况做了多种组网测试： 　　1）1个协调器节点，3个终端节点； 　　2）1个协调器节点，1个路由器节点，2个终端节点； 　　3）1个协调器节点，2个路由器节点，1个终端节点。 　　在2）和3）情况下，根据节点与协调器节点之间距离、各节点彼此之间距离的不同，又会产生多种组网方式。例如2）情况下，终端节点离协调器近的话，会直接与协调器连接；而当搜索不到协调器时，就会通过路由器来连接。     智能家居系统的终端节点可以包括许多内容，从而实现一些子系统。例如：照明系统，调温系统，报警系统，家电控制系统等。在我们设计的无线网络系统中，实现了远程控制灯开关照明；利用DHT11温湿度传感器实现终端节点的温湿度监测，其信息能够在PC机上很好的显示出来。 六、结束语 　　针对我国智能家居快速发展的背景，南京物联传感对基于ZigBee技术的智能家居组网进行了软硬件设计。ZigBee无线传感器网络系统以CC2430无线射频芯片为核心，节省了成本，并且终端节点小巧，放置灵活，功耗极低，提高了监控能力，再加上采用树状网络结构使得通信更加可靠，易于控制，非常方便实用，并且成本低廉。因此，ZigBee无线技术在智能家居方面将会有广阔的应用前景。

    家作为人们最重要的一个生活场所，在人的生活中起着无可替代的作用，在外辛劳一天，回到家中，舒适、美观的家庭环境能给人们放松绷紧一天的神经，带来愉悦的心情。当今社会，人们的生活水平日益提高，需求和品位也随之提高；人们在追求时尚的同时也最求个性的张扬。现今，大屏幕的电视已经没有那么稀奇，豪华的装修已经遍布城市，精美工艺品也不是那么特别吸引人的眼球；人们越来越关注豪华的装修和精美的工艺品时，似乎还缺少了一些创意。有没有想过国外科幻片中那些智能化的家庭设备，也能在您的家中出现，轻按一个按钮就可以控制多个设备的智能运行。智能家居控制系统就能让电视里的画面出现在你我身边。我们的目标就是让家庭智能化，让智能艺术化，让艺术节能化，让节能普及化。     一、实施背景     近年来，随着“80后”和中产阶级逐渐成为置业的主力军，大户型住房逐年走俏，成为房地产市场的主要房型。大户型住房的装修不同于普通家装。通常大户型的房主非常注意提升自己的生活品质和生命质量，有着装备智能家居的消费需求，为自己营造安全、舒适、清新、便利的生活环境。     有鉴于此，南京物联传感有限公司推出基于物联网的智能家居，是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理、控制为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。智能家居包含智能照明、电动窗帘、背景音乐、安防报警、楼宇对讲、远程控制等方面。     本文根据“三室一厅”的房型，设计了一套大户型智能家居的装修配备要求，本智能家居工程主要包括以下系统组成：1、智能安防系统2、智能照明系统3、电动窗帘系统4、背景音乐系统5、家电控制系统。     二、设计思想：     本方案基于物联网的智能家居控制系统，对住宅内的家用电器、照明灯光进行智能控制，并实现家庭安全防范，并结合其他系统为住户提供一个温馨舒适、安全节能、先进高尚的家居环境，让住户充分享受到现代科技给生活带来的方便与精彩。 　     三、系统特点：     1、安全可靠     通过中控电脑可对房子内各个区域的灯光、电动窗等设备进行集中监视和控制，出现故障时可立即通知管理人员，提前做好故障的处理准备，能更有效地避免意外发生。     2、时尚个性     可按照客户要求，配合家居装饰，设置灯光控制方式，凸显用户的时尚和个性的张扬，实现用户的独特需求。     3、节能减耗     可利用定时装置和传感装置控制系统，做到只在合适的时候提供照明及空调，可根据环境的光线自动调节照明的亮度，借此可以实现节能省耗，真正实现当今流行的“低碳生活”概念。     4、管理轻松     可通过操作面板、电脑、手机、IPOD、遥控器等登录网络进行对照明、门锁、窗帘的控制；可随时了解家中的各种照明及家用电器的状态，可以根据实际需要，只需轻触一个按键实现对电器、电灯的开关和调节。     5、维护方便     该智能系统特有的零功耗、光电隔离使得系统较其他同类产品更加安全稳定，同时系统采用集中式模块化的安装维护方式，局部控制元件故障不影响模块的正常运行，局部的模块问题不影响整个系统的运行。可轻松扩展或拆卸相应的模块使得对系统的日常维护变得轻松方便。       四、各个区域设计     1）房间     在房间里可以对房间的照明进行场景控制     电动窗帘的控制、空调的控制、AV设备的控制     能联网，实现远程监控房间内的各种灯具、电器状态     2）楼道     在楼道里可以实现有人开灯、无人关灯控制     可根据自然光的强弱自动调节灯光，光线时强不开灯     可设置开关灯时间做到定时开关灯     3）客厅     在客厅里可以对房间的照明进行场景控制，音乐观赏灯控制     电动窗帘的控制、空调的控制、AV设备的控制     能联网，实现远程监控房间内的各种灯具、电器状态     五、智能家居系统设计 　　（一）智能安防系统：     安装在室内外各处的红外探测器、红外对射、门磁为您的家庭构建了第二道防线。当有人非法逾越时，则立即发出警报同时将报警信号传送到您的电话和手机上，您可通过远程监控系统随时了解家中的情况并决定如何处理。     当您匆忙离家不小心忘记关闭燃气、燃气发生泄漏或易燃物产生烟雾时，传感器感知情况后，报警系统立即发出警报，自动以信息的方式告知你，以便做出最快反应。     当家中老人突感身体不适或发生其他紧急情况时，按动紧急开关随即发出警报并将信息传给救助人，大大提高了反应和救助速度。 　 　　（二）智能照明系统： 　　室内照明主要由日光灯、吊灯、壁灯、射灯和落地台灯等组成，除日光灯外，所有其它灯均可作亮度调节，以满足不同的需要。 　　客厅和起居室具有多种灯光模式组合，使环境光线更为舒适，同时亦可作较多的变化，以适应不同的情况，例如在客人探访、聚会畅谈时可能需要较明亮的灯光，而在欣赏古典音乐或轻音乐时，柔和的灯光会显得较为写意;而要把客厅变为家庭影院观看精彩影片时，灯光便需要调得更为暗淡。 　　所有的灯光都由高科技的轻触式电子开关控制，只需要轻触一个按钮便可产生一种预先设定的照明效果，用起来不但非常方便，同时亦为您的家居生活增添更多姿彩。 　　（三）电动窗帘系统： 　　本系统可以使用墙壁开关控制窗帘开合，并且可以使窗帘停留在轨道任意位置。同时，可以让用户在床上休息时利用遥控器或其它的控制方式来对窗帘进行控制，也可以配合家庭智能终端对窗帘进行定时控制，使得家庭装修的更具智能个性化。 　　（四）背景音乐系统： 　　家庭背景音乐，简单地说，就是在居室的任何一间房里，包括厨房、卫生间和阳台，均安装背景音乐线，通过多个音源，可以让每个房间都听到美妙的背景音乐。如果有的房间不想听可以独立控制这间房的开关，还可调节音量大小及享受自己的MP3。如果家长在客厅放音乐，不想影响在卧室休息的小孩，可以通过控制器直接将卧室的音乐关上，这样别的房间就不会受到干扰，不会影响到家人的学习或休息。 　　（五）家电控制系统： 　　目前大部分的家庭电器都通过电源插座获得交流电能的供应。然而普通的插座并未能提供一个有效的供给控制，即使每个插座都附有一个开关，但要在出门前将所有的电器关掉亦实属不易，结果就有洗衣机、风扇、音响电器漏电而造成火灾的悲剧。 　　本系统可为所有的灯光电器提供一个有效的控制手段，例如您可以在出门前(或睡前)按一个按钮关掉所有灯光电器，而在回家入门(或早晨起床)后按另一个按钮便可恢复之前的供电，非常简单。 　　本系统除采用对被控设备的交流电源的控制而实现智能控制外，还可以对诸如空调、电视、窗帘等具备红外接口的家电采用红外模块进行智能控制。

 　　您想过吗，可以过这样一种生活？坐在沙发上用您的手机就可以控制家中所有的家用电器;看电视时有访客呼叫，不必跑到门口，直接在电视上就可以和访客对讲并开锁;清晨，房间的电动窗帘能够自动开启，电视自动打开播放早间新闻;下班的路上，你就可以通过手机预先开启空调，回到家就能享受清凉……这就是智能家居带来的舒适、安全、便利的生活体验。   　　物联传感智能家居让我们的生活更“懒”   　　当你身处户外,手机就可以控制家中自动煮饭，或者自动打开空调以及热水器;当你回到家里，随着门锁被开启，家中的安防系统自动解除室内警戒，廊灯缓缓点亮，空调、新风系统自动启动……   　　智能家居是以家为平台，兼备建筑，网络通讯，信息家电，网络家电，自动化和智能化，集系统，结构，服务，管理，控制于一体的高效，舒适，安全，便利，节能，健康，环保的家居环境。   　　组建家庭网络系统。对多台电脑可以共用一条宽带线路上网以节省费用，实现各电脑间的资源共享、联网游戏等功能。   　　组建家庭控制网络。您可以通过网络来控制信息化家电（如：空调、冰箱、微波炉、洗衣机、热水器）的各种动作，也可以控制其它智能设备（如：窗帘、门锁、灯光……）。   　　组建家庭的监控网络。您可以通过家庭监控设备，对家庭安全进行监视和控制，您甚至可以在办公室通过互联网看到家中的图像和与家中的人员进行对话。   　　组建家庭视频网络。您可用一台录像机（VCD/DVD/电脑）播放节目使多个电视机收看，您可以将宽带网络上的电影传送到电视机上收看。   　　组建家庭音频网络。您可以见音响信号送至各个房间收听，也可以将电脑或网络上的MP3音乐送到音响上播放，您还可以组建家庭内的整体音响系统或背景音乐系统。       早上出门前，开启安防报警系统，若有人非法侵入室内，或发生燃气泄漏、火灾等险情，系统将通过短信、彩信、电话等方式第一时间发出报警信号；午后，天气骤变下起大雨，用手机进行远程控制关窗，这样就无需一回家就面对“水漫金山”的窘境。不要以为，这只是一种科学幻想。笔者最近从南京物联传感获悉，南京物联传感2011年将重点推广物联网的应用，而上文描述的“聪明房子”作为智能家居将进入寻常百姓家。      家，是社会的细胞，人们的归属，家牵动着每一个人的心，也是让人不惜耗费心血倾注精力的地方，家虽小，它的内涵却极其丰富，数量也极其庞大。智能家居已经成为物联网领域不可或缺的组成部分。从外向内说，智能安保、智能照明、智能空调、智能窗户、智能健身、智能厨房、智能浴室、智能洗衣、智能储衣柜、智能娱乐、智能理财……，以上众多的智能智能传感及控制单元，组成了一个基本的智能家居系统，所有这些也自动形成了一个家庭社交网络，它将不辞辛苦持续记录你的生活点滴，比如今天你用跑步机跑了多少步、走了多少路、开了几次门、用了多少水、甚至去了几次洗手间、你的脉搏血压体重等等信息。这些都将作为你的物联网生活日记自动记录在物联传感的云端，将来你可以查阅历史上的那一天你做了什么，消耗了什么，得到了什么，而这所有的一切都不需要你费时耗力，都将由物联传感网为你自动效力。假如这些信息你愿意分享的话，将构成当今世界最大的社交网络。       这不是未来生活，这正是南京物联传感技术有限公司依据zigbee无线技术正在实现或已经实现的。       据预测物联网社交网络将是现在互联网社交网络的30倍以上，同时它的信息量不仅更大，而且更真实更有价值，对于健康溯源，生命认知、医疗保健等具有非常重要的意义，可以说物联网智能家居的普及不仅仅能够提高我们的生活品质，在更大的意义上将深化我们对人类自身的认识，提升我们把握未来的能力。       智能家居照明系统         控制随意照明控制，按几下按钮就能调节所有房间的照明，各种梦幻灯光，可以随心创造！智能照明系统具有软启功能，能使灯光渐亮渐暗；灯光调光刻实现调亮调暗功能,让你和家人分享温馨与浪漫,同时具有节能和环保的效果；全开全关功能可轻松实现灯和电器的一键全关和一键全开功能，并具有亮度记忆功能。        智能家居远程控制系统        未来的智能家居会把注意力放在暖气、热水器、空调、冰箱、洗碗机和烘干机这些能源消耗较多的家用电器上。比如当你从公司下班时，你可以在电脑上打开家中的天然气采暖炉（独立供暖系统），这样当你到家时屋里已经暖意融融了；如果你所在的地区实行峰谷差别电价，你还可以把洗碗机和洗衣机的工作时间定在电价相对便宜的夜间。       智能家居系统-安装简单         南京物联传感智能家居系统可以实现简单地进行安装，而不必破坏隔墙，不必购买新的电气设备，系统完全可与你家中现有的电气设备，如灯具、手机和家电等进行连接。各种电器及其它智能子系统既可在家操控，也能完全满足远程网络控制。   　　几年前，这种智能化的生活在大多数人看来是一种遥不可及的梦幻，近年来随着相关产业和技术的成熟，经过大量厂家和房地产开发商的宣传推广，越来越多的住宅小区开始配套相对完善的智能家居系统，人们智能化生活的梦想慢慢变成了现实。在南京，已经有数十户家庭用上了“智能家居”系统，感受智能家居带来的新奇。家住南京河西的李孝贞女士介绍说，她每天临下班时，只要通过手机控制，家里的电饭煲就可以煮饭，洗衣机就可以洗衣服，空调也自动提前开放，调节到人体舒适温度等等。这个“智能家居”系统是由国内领先的安防设备供应商南京物联为李女士家精心设计的，使用物联网模块，即可通过手机发行指令，让相关家电运行……