ZigBee在智能家電控制系統中的應用

張 玲 重慶應用技術職業學院

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ZigBee在智能家電控制系統中的應用

張 玲 重慶應用技術職業學院

【文章摘要】

【關鍵詞】

計算機網絡；程序設計；教學模式；云計算

引言

近年來，社會的信息化速度加快，越來越多的通信技術、信息技術出現在生活中，使人們的生活條件不斷的改善。智能家居使生活環境更舒適、安全、方便。智能家電作為智能家居的一部分，可以在移動終端或者電腦上，按照我們的要求，通過預定的控制程序，自動控制烤火爐、空調、電飯煲等電器設備，使我們的生活安全而方便。并且在我們每購置一臺新的設備，只要這臺設備支持標準的協議，那么就可以很方便的加入整個家庭網絡中。

1.ZigBee 概況

ZigBee（又稱紫蜂協議）技術是一種無線網絡技術，在民用、工業領域發展強勁，適用于對數據傳輸速率不高的場合。目前應用比較多的智能家居，遵循特定的通信準則，從一個傳感器到另一個傳感器，以接力方式相互協調傳遞信息。這種信息傳遞方式有很多優點，成本低、效率高、相對簡單。對于智能家居的分支——智能家電，應用該技術組網方便，家庭內部如果有新設備也可以方便構建入網，人們的生活更加安全、方便。

2.智能家居的研究現狀

如今，“智能家居系統”已被美洲、亞洲的一些發達國家的小區安裝了。韓國SAMSUNG 公司研發的智能家居產品從21世紀初開始在中韓兩國市場上宣傳推廣，產品的優勢在于利用網絡統一管理家用電器，人們使用起來更方便快捷。韓國Curitel Communications 公司已開始利用ZigBee技術研究手機對家居家電設備的無線遠程控制。

與經濟發達國家相比，我國智能家居行業出現較晚，相關領域的技術發展比較落后。近幾年來國內發展很快的無線通信和嵌入式技術備受關注，智能家居領域也趁勢發展。各大公司都想在智能家居領域有所發展。例如，深圳TCL 公司成功研發出具有安防功能、家電設備的遠程控制功能的智能家居服務產品。海信公司研發的DNet-Home 數字家庭系統，擁有遠程監控住所、收取管理費用等功能。

3.智能家電系統總體方案

智能家電控制系統主要分為三大部分：ARM處理器控制中心、紫蜂協議網絡模塊、各個紫蜂協議終端控制模塊。

ARM處理器控制中心：這個模塊是系統的主控中心，擁有一個4.3寸LCD 觸摸屏顯示終端。

紫蜂協議網絡模塊：采用網狀方式組建網絡，網絡中具有一個協調器節點、若干個路由器節點和終端節點。

紫蜂協議終端控制模塊：控制終端分為溫濕度檢測終端和開關控制終端兩大部分。

利用移動通信網、互聯網等獲知住所內部環境參數（溫度、濕度、水、電、氣等）、各類家電運行情況等信息告知住戶，讓住戶在第一時間知曉家居內部情況，實現住所內部與外界的信息通信。住戶不僅可通過任何設備上網登錄Web瀏覽器或APP查看家里的電器設備，如電飯煲、烤火爐、空調、燈、熱水器等，而且可以通過設置命令對家電設備進行遠程控制。

4.智能家電系統方案設計

基于ZigBee的智能家電網絡系統，從總體結構上可以分為“外部網絡”和“內部網絡”兩部分。使用較廣泛，技術也比較成熟，日常生活中常見的“有線電視網”和“電話網”都屬于“外部網絡”。“內部網絡”則是我們研究比較多的，目的是把家用電器看成網絡設備，把它們聯在一起，形成一個“局域網”，這樣就可以監測住所中的溫濕度、電壓電流、有害氣體濃度，調節室內燈光亮度，控制烤火烤、飲水機、熱水器、電飯煲等電器設備工作。智能家電系統采用以下方案設計。

（1）系統方案設計。選定主控中心S3C6 410控制器和 QT 界面設計技術，選擇系統芯片CC2430組網，根據系統的功能采用網狀網絡。對系統的消耗問題和網絡的安全問題進行研究。

（2）系統硬件設計。主要包括主控中心電路、開關控制和溫濕度檢測電路。

（3）系統軟件設計。主要包括主控中心界面、 LCD 界面顯示、紫蜂協議組網、溫濕度檢測的軟件設計。

5.總結

智能家電控制系統改變了對家電設備的管理模式，提高了人們的生活質量，解決家用小家電的智能家居網絡的能耗和安全問題。隨著科技的進步，系統的功能將會逐步完善。本文中設計的智能家電控制系統只涉及到幾個基本功能，還需要進行深入研究，滿足人們對家電智能化的需要。

【參考文獻】

［1］許欽泰.基于 ARM 和嵌入式 Linux 的智能家居系統研究［D］.山東科技大學，2009.

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［3］ 胡永利，孫艷豐，尹寶才.物聯網信息感知與交互技術［J］.計算機學報，2012，35（6）: 1148-1159.

［4］ 李揚.基于嵌入式技術的智能家居系統設計與實現［D］.上海：華東理工大學，2012.

*基金項目：本文系重慶應用技術職業學院2015年院級科研課題“基于云計算的重慶農村物流公共信息平臺建設研究”（編號：CQYZJG201506）階段性成果

介紹了"云計算"的概念、應用于教學的現狀以及計算機網絡專業程序設計課程教學模式改革。重點探析了"云平臺"所帶來的新變化，計算機網絡專業程序設計課程的教學方法、教學手段、教學內容等教學模式的改革，對計算機網絡專業的建設有重要的指導意義。