智能家居終端系統的設計

摘 要：本文提出了一種基于CC2430的智能家居終端系統，確定了系統總體架構設計，利用zigbee技術進行無線傳輸，系統結構簡單可靠，很適合實現智能家居終端系統。

關鍵詞：智能家居 系統設計 終端系統

中圖分類號：TN915 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（c）-0016-01

智能家居系統是以住宅為平臺，利用有線或無線的網絡通信技術、包括視頻監控系統，溫度檢測系統，防盜報警系統，綜合布線系統等將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統，提高家居生活的安全性、便利性、舒適性、藝術性，并盡可能的實現環保節能。

本文設計的智能家居終端系統微處理器選用的是Chipcon公司生產的CC2430芯片。CC2430芯片能滿足以ZigBee為基礎的2.4 GHZ ISM波段應用，并且成本低，功耗低。這是世界上第一個真正的單芯片ZigBee解決方案，是世界上第一個真正意義上的SoCZigBee一站式產品。它擁有一個高性能2.4 GHz直接序列擴頻的射頻收發器核心和一個工業級小巧而高效的8051MCU。

Zigbee無線模塊：Zigbee技術是一種短距離、低速率無線傳輸的網絡技術，是一種介于無線標記技術和BlueTooth（藍牙）之間的技術。采用一般IEEE 802.15.4收發器技術與入ZigBee協議棧的組合，在數千個微小的傳感器之間相互協調實現通信。Zigbee技術能滿足低數據量，低成本，低功耗，高可靠性的無線數據通信。Zigbee技術使用網狀網拓撲結構，自動路由，動態組網，直序擴頻的方式并且使用2.4G免費頻段，所以Zigbee技術非常適合用做智能家居的無線傳輸。

CC2430無線收發模塊的核心部分實際上是一個CC2420射頻收發器。CC2430的無線收發結構是一個基于低中頻的收發器。CC2430的數據緩沖區采用FIFO（先進先出）的方式進行數據接收，然后內存通過DMA方式和緩沖區進行數據交換。CC2430的無線發送部分是一個基于上變頻的發送器。接收的數據存儲在一個接收FIFO的數據緩沖區，發送數據幀的前導符和開始符通過硬件產生。信號經過D/A轉換后模擬信號被發送出去。由于CC2430內的8051內核和無線收發模塊集成在同一個芯片上，因而它的外圍電路設計比較簡潔。

溫度檢測模塊：該模塊的設計是通過CC2430的可編程I/O口P0-0與DS18B20的DQ連接，從而實現發送控制信息和接收數據信息的功能。本文選用DSl8B20的溫度傳感器是數字型的，采集到溫度值后可以直接顯示在LCD上。DS18B20與處理器的連接電路比較簡單，并且溫度傳感器不需要外加電源。

電磁閥控制模塊：電磁閥是控制煤氣開關的執行機構，本設計選用ZD—20型電磁閥，它是一種雙穩態高效節能型電磁閥，由3.6 V鋰電池供電，具有點開和點關的脈沖工作方式。一旦開啟或關閉，可處于自保持狀態，無須電源供電。通過電磁閥控制電路，單片機控制系統可以很方便地控制用戶煤氣的使用。

報警模塊：由LED燈和蜂鳴器組成。當室內溫度超出規定范圍、空氣質量不好或電磁閥出現故障，CC2430會驅動LED燈亮并且蜂鳴器鳴響。

參考文獻

[1] 呂京建，肖海橋.面向二十一世紀的嵌入式系統綜述電子質量[M].2001，8：10-13.

[2] 孫廷才.嵌入式系統與信息化[J].自動化博覽，2005，12：6-8.

[3] 鄧磊.家庭網絡技術與發展趨勢一智能家居[J].2004，4（l）：4-7.

[4] 劉敢風，吳明光.家庭自動化幾種主流網絡協議[J].電子技術應用，2003，2：6-7.

[5] 林勇.基于LPC2214的家庭智能終端的設計與實現[J].電子技術應用，2006，3：66-69.

[6] 楊士元.E-Home在中國[A]//2001嵌入式系統及單片機國際學術交流會論文集.北京：北京航空航天大學出版社，2001：16-21.