基于nRF905的智能家居系統(tǒng)設(shè)計

摘要：智能家居監(jiān)測與控制系統(tǒng)由nRF905組建無線網(wǎng)絡(luò)，將各個單元和主控單元連接起來統(tǒng)一控制，實現(xiàn)對家居的安防控制、環(huán)境溫度的檢測、空氣換氣控制等功能；用戶可使用紅外遙控集中控制器來操控上述任意單元，輕松控制家居環(huán)境。
關(guān)鍵詞：智能家居；無線組網(wǎng)；nRF905；安防控制

在智能家居中，數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)是安裝在家居中的一種通訊平臺，它具有一般通訊網(wǎng)絡(luò)所應(yīng)具有的特點，同時考慮到它所安裝的地點是普通的私人家居和使用者是普通居民，所以它還具有自身獨有的需求和特點，包括安全性、可用性、可靠性、靈活性、易擴展性，使用的方便性、廉價性、標(biāo)準(zhǔn)化以及體積小、重量輕和安裝方便等。智能家居系統(tǒng)中家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要分為兩類，一種是有線家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，另一種為無線家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)比有線網(wǎng)絡(luò)具有通信范圍不受環(huán)境條件限制、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)周期短、施工成本低、易于維護、可擴展性好等無可比擬的優(yōu)點，使其逐漸取代有線網(wǎng)絡(luò)，成為智能家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組網(wǎng)的首選。

1 智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
本設(shè)計主要由溫度檢測單元，門鎖開關(guān)檢測單元，通風(fēng)換氣電機控制單元，電氣開關(guān)集中控制等單元構(gòu)成；各單元通過無線技術(shù)組網(wǎng)，實現(xiàn)集中控制；無線網(wǎng)絡(luò)的組建部分采用了令牌環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方式，能避免多個905模塊對信道的競爭和沖突，主控單元是在無線組網(wǎng)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對各個單元運行狀態(tài)的監(jiān)測和控制。用戶還可通過Intemet／GPRS遠(yuǎn)程訪問智能家居控制系統(tǒng)，查看和控制其中的設(shè)備，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 智能家居單元的無線組網(wǎng)
由于nRF905射頻芯片本身是不帶組網(wǎng)協(xié)議，為了使智能家居中的中央控制單元和各個控制節(jié)點構(gòu)成一個完整的通訊網(wǎng)絡(luò)，并使系統(tǒng)在每一時刻最多有一個設(shè)備(含主控單元)進行數(shù)據(jù)發(fā)送(避免信道的競爭和沖突)，就需要編寫協(xié)議。設(shè)計中nRF905無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式采用令牌環(huán)總線方式。
2．1 系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式
系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式定義如表1所示：

目的節(jié)點地址(4字節(jié))：該字段是數(shù)據(jù)所要發(fā)送到的節(jié)點地址，接收端通過識別該字段來判斷是否是發(fā)給自己的數(shù)據(jù)。
源節(jié)點地址(4字節(jié))：該字段是發(fā)送節(jié)點的地址，接收端通過識別該字段來判斷是誰發(fā)來的數(shù)據(jù)。
令牌標(biāo)志(1字節(jié))：用于判斷接收到的幀是令牌、令牌回復(fù)還是普通數(shù)據(jù)幀。
幀體(27字節(jié))：該字段信息為有效數(shù)據(jù)。
幀校驗(1字節(jié))：發(fā)送節(jié)點利用循環(huán)冗余碼(CRC)計算一個幀校驗序列，并將結(jié)果存入該字段。