智能家居系統(tǒng)中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)
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主程序主要分為2部分，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器程序以及路由器、終端節(jié)點(diǎn)程序。
對(duì)于網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器主程序，首先初始化CC2430，然后初始化協(xié)議棧。之后程序建立一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)，確定網(wǎng)絡(luò)的ID號(hào)和頻道號(hào)。之后程序開始進(jìn)入監(jiān)測(cè)狀態(tài)。如果有新的設(shè)備請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)，則為其分配網(wǎng)絡(luò)地址，批準(zhǔn)其加入網(wǎng)絡(luò)。同樣，協(xié)調(diào)器接收終端設(shè)備無線發(fā)送來的信息，并通過串口發(fā)送給上位機(jī)，或者從上位機(jī)得到命令，發(fā)送過終端設(shè)備。
對(duì)于路由器、終端節(jié)點(diǎn)程序，首先初始化CC2430，然后初始化協(xié)議棧。之后程序開始搜索網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)附近存在網(wǎng)絡(luò)時(shí)，則申請(qǐng)加入網(wǎng)絡(luò)。之后程序進(jìn)入待機(jī)休眠狀態(tài)。如果終端傳感器有信息要發(fā)送，或者接收到協(xié)調(diào)器的命令，則喚醒設(shè)備，進(jìn)行無線發(fā)送或接受。當(dāng)事件處理完時(shí)，重新進(jìn)入待機(jī)休眠狀態(tài)。
5 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
系統(tǒng)的功能主要包括以下幾個(gè)方面：建立樹狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；查詢網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)信息和傳感器數(shù)據(jù)，如電池電量、節(jié)點(diǎn)溫度信息等；控制節(jié)點(diǎn)的開關(guān)功能。
本系統(tǒng)使用了4個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，這樣能夠組成一個(gè)基本的無線網(wǎng)絡(luò)。并且根據(jù)情況做了多種組網(wǎng)測(cè)試：
1)1個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，3個(gè)終端節(jié)點(diǎn)；
2)1個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，1個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)，2個(gè)終端節(jié)點(diǎn)；
3)1個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，2個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)，1個(gè)終端節(jié)點(diǎn)。
在2)和3)情況下，根據(jù)節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)之間距離、各節(jié)點(diǎn)彼此之間距離的不同，又會(huì)產(chǎn)生多種組網(wǎng)方式。例如2)情況下，終端節(jié)點(diǎn)離協(xié)調(diào)器近的話，會(huì)直接與協(xié)調(diào)器連接；而當(dāng)搜索不到協(xié)調(diào)器時(shí)，就會(huì)通過路由器來連接。圖5為3)情況下的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
圖5所示為C51RF-WSN網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件所截圖，通過此軟件，可以實(shí)時(shí)查看網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，并能向各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送命令信息，例如查看網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，查看信號(hào)質(zhì)量，電池電量，采集數(shù)據(jù)信息等。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/162151.htm
智能家居系統(tǒng)的終端節(jié)點(diǎn)可以包括許多內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)一些子系統(tǒng)。例如：照明系統(tǒng)，調(diào)溫系統(tǒng)，報(bào)警系統(tǒng)，家電控制系統(tǒng)等。在我們設(shè)計(jì)的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制燈開關(guān)照明；利用DHT11溫濕度傳感器實(shí)現(xiàn)終端節(jié)點(diǎn)的溫濕度監(jiān)測(cè)，其信息能夠在PC機(jī)上很好的顯示出來。
圖6所示為傳感器所測(cè)2個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)與1個(gè)終端節(jié)點(diǎn)的溫濕度信息。
6 結(jié)束語
針對(duì)我國(guó)智能家居快速發(fā)展的背景，本文對(duì)基于ZigBee技術(shù)的智能家居組網(wǎng)進(jìn)行了軟硬件設(shè)計(jì)。ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以CC2430無線射頻芯片為核心，節(jié)省了成本，并且終端節(jié)點(diǎn)小巧，放置靈活，功耗極低，提高了監(jiān)控能力，再加上采用樹狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使得通信更加可靠，易于控制，非常方便實(shí)用，并且成本低廉。因此，ZigBee技術(shù)將會(huì)有廣闊的應(yīng)用前景。
評(píng)論