家庭節(jié)能無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

家庭節(jié)能系統(tǒng)框圖如圖所示。

圖 采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)家庭節(jié)能系統(tǒng)

從圖我們看出，家庭中的電器，包括空調(diào)，洗衣機(jī)，冰箱等，構(gòu)成一個(gè)典型的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)能源管理網(wǎng)關(guān)和安裝在戶(hù)外的無(wú)線(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)路由器，實(shí)時(shí)傳輸?shù)侥茉垂倦娔X化管理網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭能源的管理。

設(shè)計(jì)任務(wù)包括設(shè)計(jì)嵌入到家電內(nèi)部的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)單元(無(wú)線(xiàn)節(jié)點(diǎn))，家庭無(wú)線(xiàn)顯示單元和家庭能源控制單元(無(wú)線(xiàn)節(jié)點(diǎn)或者無(wú)線(xiàn)路由器)，能源管理網(wǎng)關(guān)(無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān))等。

首先，我們采用無(wú)線(xiàn)龍WSN無(wú)線(xiàn)傳感器開(kāi)發(fā)系統(tǒng)平臺(tái)提供的多個(gè)無(wú)線(xiàn)SoC模塊(內(nèi)含CC2430等無(wú)線(xiàn)單片機(jī))，下載TI ZigBee協(xié)議棧和聰明能源相關(guān)代碼，進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊效果，可靠性評(píng)估，該軟件包是有TI公司免費(fèi)提供(經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)龍工程師的實(shí)際測(cè)試和評(píng)估)，可以免費(fèi)用于技術(shù)開(kāi)發(fā)，圖2是軟件結(jié)構(gòu)。

圖2 ZigBee聰明能源軟件包

使用強(qiáng)大的KEIL和IAR編譯開(kāi)發(fā)環(huán)境，在線(xiàn)仿真器等調(diào)試工具，完全開(kāi)源的ZigBee協(xié)議棧軟件，應(yīng)該可以很快完成無(wú)線(xiàn)節(jié)點(diǎn)和路由器，網(wǎng)關(guān)的性能評(píng)估，通訊可靠性評(píng)估和ZigBee無(wú)線(xiàn)通訊代碼開(kāi)發(fā)。

然后我們可以仍然直接使用這些無(wú)線(xiàn)SoC的模塊，添加我們的應(yīng)用設(shè)計(jì)，例如LED和LCD顯示部分，可以顯示實(shí)時(shí)的電費(fèi)是多少，家里有沒(méi)有能源浪費(fèi)等。同時(shí)設(shè)計(jì)相關(guān)我們需要的控制電路，如開(kāi)關(guān)控制，電機(jī)控制，以在需要時(shí)，對(duì)空調(diào)器等電器，進(jìn)行節(jié)能控制。

由于在很多廠(chǎng)商提供的開(kāi)發(fā)工具中，都有一套網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析監(jiān)視儀，我們可以在測(cè)試過(guò)程中，清楚的監(jiān)視到各種在空氣中的傳輸?shù)臒o(wú)線(xiàn)包裝內(nèi)容，從而很快確定我們的無(wú)線(xiàn)通訊軟件代碼是否正確。

由于使用現(xiàn)成的高頻模塊，我們避免了在入門(mén)時(shí)涉及高頻技術(shù)的困難，而是將主要精力集中到最主要的方向，我們的應(yīng)用代碼和我們的應(yīng)用需要的硬件設(shè)計(jì)，這樣就大大加快了系統(tǒng)產(chǎn)品化的進(jìn)度；對(duì)于客戶(hù)訂單中，產(chǎn)品最后使用的無(wú)線(xiàn)模塊，我們可以容易的找到OEM專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家來(lái)生產(chǎn)完成。如果一切順利，3－4個(gè)星期，這個(gè) ZigBee家庭節(jié)能系統(tǒng)，有希望完成。