一.引言

伴随着人类生活水平的不断提高，计算机技术、通讯技术、网络技术的不断进步，智能家居逐渐成为家居生活的发展方向。它不仅可以为使用者提供一个安全、健康、舒适的居住环境，还可以远程监控家居状态，进行家庭电器的控制。应用无线网络技术，可解决有线网络布线困难、网络节点多、使用的线缆数量大等问题，更加符合家庭网络的简洁性.灵活.模块化.可扩展和独立的通讯特性，在家庭网络中采用无线网络已成为一种主流趋势。本论文结合实际设计了一套家庭无线控制系统，并加以实现。

二、系统结构和功能设计。

构建了一套基本的智能家居系统，详细介绍其功能。

(1)保安职能。当前家庭安全系统主要功能是监视非法侵入和门的开关等。当问题发生时，系统自动向主控机发送相应信号，及时通知用户发生故障。

(2)设备的控制。在家用电器上进行智能控制，用一台便携触摸屏控制器就能控制家中的任何电器，包括电视.冰箱.空调.电脑等，也可实现定时开关电器等功能。

(3)照明控制。依据室内自然光的不同强度，可智能调整发光强度，外加光敏控制元件能感外和光的强度，并根据实际需要自动调整照明强度。

智能型家庭控制系统依赖于一个控制中心来控制整个家庭，利用ZigBee技术组成了一个无线传感网络，作为各功能部分间数据传输和控制的枢纽。通过遥控器将控制信号送到控制中心，由控制中心接收分析信号进行分析处理，向每个开关发出控制指令，接收反馈信号，显示在显示器上。

三、系统硬件实现。

本论文设计的无线智能家居控制系统硬件主要由控制中心、ZigBee模块、显示模块、电源模块等部分组成，硬件结构见图1。

设计了一种基于ZigBee的无线智能家居控制系统。

1.中心管制。

以STM32F103VCT6单片机为核心，以ARM公司突破性的Cortex-M3内核为核心，该芯片集成度高、功耗低、接口丰富，是整个智能家居系统的核心。STM32通过ZigBee无线通信网络接收、发送信号，控制和检测家庭生活中的各种电器，同时还具有强大的防火功能，防止外界对系统的干扰和恶意破坏。并可根据实际需要，外接各种输入信号，以满足不同控制要求。

2.设计ZigBee通讯模块。

这款由挪威Chipcon公司开发的一款真正符合IEEE802.15.4标准的智能家居系统设计的ZigBee产品，即无线收发器CC2430。本发明提供了一种无线收发器CC2430的射频发射芯片。生产18pmCMOS工艺，工作电流损失为27mA，在接收和发射模式下的损耗更小。其自带RF(RF)接收器，将一个增强的8位8051MCU、8KBRAM、32/64/128KB的Flash内存.ADC模/数接口.动态内存访问DMA.看门狗等。设计中的CC2430工作在2.4GHz(全球)频段，使用低电压(3.3V)供电，同时还具有低功耗(发送时25毫安，接收模式下为27毫安)，抗干扰能力强，无线接收灵敏度高，最高传输速率可以达到250kbps，并且只需要很少的外部元件。

采用CC2430核心处理器.无线收发模块.各种类型的传感器.各种I/O接口电路及电源模块组成了ZigBee模块，见图2。它把家庭内的各种电器连接到网络上，并对诸如冰箱、洗衣机、灯、电视机、空调等的工作状态进行调整以最大限度地节约能源，对家居环境中的温度.湿度.有毒气体含量.门窗闭合检测确保居住舒适和安全。

设计了一种基于ZigBee的无线智能家居控制系统。

本论文构建的基本智能家居控制系统，采用ZigBee星形结构，包含一个协调器和多个终端装置。该结构拓扑简单，不需要其它路由信息，所有分组都要经过单独的协调器中继。所以网络中的节点只有两种：一种是主结点，一种是分结点。仅有主、分节点之间的通信是允许的，在星型拓扑结构网络中，分节点之间的通信是无效的。

3.单元展示。

显示器模组选择3.2寸TFT真彩触摸屏模块，耗电少，支持8/16位总线接口，镜面屏，超高，模拟式I/O控制，彩色屏幕模块配置ADS7843触摸控制器，支持一张SD卡(SPI方式)，DATAFLASH支持SPI，组成人机交互图形界面，并显示时间.日期.温度.湿度.门窗关闭状态，毒气含量等反馈信息。

四、系统软件的实现。

该系统采用STM32单片机作为控制核心，支持C语言和汇编语言混合编写。下层驱动用汇编语言编写，外部使用C语言，人机交互采用Linux嵌入式实时操作系统。本系统软件山系统主程序.初始化程序.ZigBee通信子程序.感测检测子程序.显示子程序.报警子程序.数据处理子程序等模块组成，主程序的实现流程图见图3。

五.结束发言。

为了适应国内迅速发展的智能家居需求，本文将ZigBee技术引入到传统智能家居系统中。采用ZigBee设计的无线智能家居系统，省去了传统智能家居系统安装布线费用，同时可靠性进一步增强，具有广阔的应用前景。