ZigBee身份識別技術(shù)在智能家居系統(tǒng)的應(yīng)用

摘要：利用ZigBee的低速率、低功耗、低成本等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并制作了滿足現(xiàn)場應(yīng)用的身份識別卡。應(yīng)用于ZigBee和GSM這兩種網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的智能家居系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了對家庭內(nèi)部ZigBee設(shè)備的監(jiān)控和管理。闡述了基于身份識別技術(shù)的智能家居系統(tǒng)的整體方案，并給出了詳細(xì)的軟硬件實(shí)現(xiàn)方法。該系統(tǒng)成本低廉、性能穩(wěn)定、便于使用，具有很高的推廣價(jià)值及應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：ZigBee；CC2530；MC52I；無線組網(wǎng)；身份識別技術(shù)

0 引言
隨著電子技術(shù)特別是無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，人們對通信技術(shù)的功耗、可靠性及靈活性的要求越來越高。作為一種具有低功耗、低成本、數(shù)據(jù)傳輸可靠及組網(wǎng)靈活等特點(diǎn)的ZigBee技術(shù)，越來越引起人們的關(guān)注，非常適合家庭這種短距離無線組網(wǎng)的使用。而作為現(xiàn)有成熟的GSM(Global System for Mobile Communication)技術(shù)，因其在網(wǎng)絡(luò)資源，傳輸特性及數(shù)據(jù)可靠性等方面的優(yōu)勢，為人們提供了一個(gè)機(jī)動(dòng)、靈活、可靠的遠(yuǎn)距離傳輸方式。本文介紹了一種基于這兩種技術(shù)相結(jié)合的控制方案，并安裝于筆者的家庭中，經(jīng)過一年多的實(shí)際應(yīng)用，收到了令人滿意的效果。為倡導(dǎo)的“技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室”的發(fā)展思路，起到很好的推動(dòng)和示范作用。特別是本系統(tǒng)采用的身份識別技術(shù)，為系統(tǒng)的成熟應(yīng)用提供了有力的保障。下面給出系統(tǒng)詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案及軟硬件設(shè)計(jì)。

1 系統(tǒng)的總體方案
本著盡量減少安裝布線的原則，并充分考慮到系統(tǒng)的靈活性和便利性，所有設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)主要由中心控制器、紅外檢測、煙霧檢測、煤氣檢測、供水控制、空調(diào)控制、電器控制終端及身份識別卡組成。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案如圖1所示。

系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備采用CC2530無線單片機(jī)作為主控芯片。中心基站除負(fù)責(zé)完成GSM網(wǎng)絡(luò)通信外，通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)將紅外檢測、煙霧檢測、煤氣檢測、供水控制、空調(diào)控制、電器控制終端及身份識別卡等終端整合在一起，構(gòu)成一套功能完善的智能家居系統(tǒng)。
系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)：現(xiàn)有的智能家居系統(tǒng)的設(shè)防和撤防方式，多采用遙控的形式，給用戶的現(xiàn)場使用帶來許多不便。但采用身份識別技術(shù)后，系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，中心基站會(huì)自動(dòng)識別用戶的身份，對系統(tǒng)的設(shè)防狀態(tài)進(jìn)行切換，極大的方便了用戶的使用。另外，在用戶的身份卡上設(shè)計(jì)了“報(bào)警”按鈕，一旦出現(xiàn)緊急情況，只要按壓該按鍵，主人的手機(jī)將會(huì)收到緊急呼叫的信息，這也是本系統(tǒng)的一大亮點(diǎn)。
系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：一是保證中心基站和GSM網(wǎng)絡(luò)、終端設(shè)備及身份識別卡之間通信的準(zhǔn)確性和可靠性。二是出現(xiàn)報(bào)警信息后必須準(zhǔn)確、及時(shí)的發(fā)送到用戶手機(jī)上。三是身份卡的低功耗設(shè)計(jì)和低電量報(bào)警功能等。

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
2．1 中心基站的硬件設(shè)計(jì)
在充分考慮功能及中心基站體積的前提下，采用SIEMENS公司最新推出的超小型GSM模塊MC52I。該模塊具有體積小、重量輕、低功耗、速度快等特點(diǎn)。MC52I包括了MC35I，MC39I，TC35I的所有功能，通信采用標(biāo)準(zhǔn)RS 232雙向接口，支持標(biāo)準(zhǔn)的AT指令，并可自適應(yīng)1．8 V和3 V的SIM卡。在單片機(jī)和MC52I通信時(shí)，可不用MAX232等電平轉(zhuǎn)換芯片，只要串接56 Ω平衡電阻即可。MC52I部分硬件原理如圖2所示。