智能家居中的ZigBee系統方案

智能家居系統網絡大致可分為外部網(因特網)、內部網(ZigBee自組網)和家庭網關。其中，家庭網關是核心部分，它負責家庭內部網絡和外部網絡的連接和協議轉換。下面介紹內部網，這里的內部網就是ZigBee自組網，根據家庭布局采用樹狀或者星形網絡拓撲。ZigBee自組網包括各個終端節點，這些節點配合繼電器控制家庭中各種電器開關、溫濕度傳感器等家庭中需要被監控的設備對象，從而達到遠程監控功能。從通信的角度講，每個節點即為一個終端，它們相互間通過ZigBee 協議進行無線通信。

系統方案

ZigBee節點的硬件設計較為簡單，比如，可采用TI公司的CC2430芯片，在單個芯片上整合ZigBee射頻(RF)前端、內存和微控制器。它使用一個MCU(加強型8051)，具有128 KB可編程閃存和8 KB的RAM，還包含ADC、定時器、AES128 協同處理器。數據采集單元選用一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器DHT11 。

作為一個標準的智能家居，需要覆蓋多方面的應用，但前提條件一定是任何一個普通消費者都能夠非常簡單快捷地自行安裝部署甚至擴展應用，而不需要專業的安裝人員上門安裝。一個典型的智能家居系統通常需要下列設備：

無線網關

是所有無線傳感器和無線聯動設備的信息收集控制終端。所有傳感、探測器將收集到的信息通過無線網關傳到授權手機、平板電腦、電腦等管理設備，另外控制命令由管理設備通過無線網關發送給聯動設備。

比如家中無人時門被打開，門磁偵測到有人闖入，則將闖入報警通過無線網關發送給主人手機，手機收到信息發出震動鈴聲提示，主人確認后發出控制指令，電磁門鎖自動落鎖并觸發無線聲光報警器發出報警。

無線智能調光開關

該開關可直接取代家中的墻壁開光面板，通過它不僅可以像正常開關一樣使用，更重要的是它已經和家中的所有物聯網設備自動組成了一個無線傳感控制網絡，可以通過無線網關向其發出開關、調光等指令。其意義在于主人離家后無需擔心家中所有的電燈是否忘了關掉，只要主人離家，所有忘關的電燈會自動關閉?；蛘咴谀闼X時你無需逐個房間去檢查燈是否開著，你需要做的只需按下裝在床頭的睡眠按鈕，所有燈光會自動關閉，同時你夜間起床時，燈光會自動調節至柔和，從而保證睡眠的質量。

無線溫濕度傳感器主要用于探測室內、室外溫濕度。雖然絕大多數空調都有溫度探測功能，但由于空調的體積限制，它只能探測到出風口空調附近的溫度，這也正是很多消費者感覺其溫度不準的重要原因。有了無線溫濕度探測器，你就可以確切地知道室內準確的溫濕度。其現實意義在于當室內溫度過高或過低時能夠提前啟動空調調節溫度。比如當你在回家的路上，家中的無線溫濕度傳感器探測出房間溫度過高則會啟動空調自動降溫，等你回家時，家中已經是一個宜人的溫度了。另外無線溫濕度傳感器對于你早晨出門也有著特別意義，當你在空調房間時，你對戶外的溫度是沒有感覺的，這時候裝在墻壁外的溫濕度傳感器就可以發揮作用，它可以告訴你現在戶外的實時溫度，根據這個準確溫度你就可以決定自己的穿著了，而不會出現出門后才穿多或者穿少的尷尬了。

  無線智能插座

主要用于控制家電的開關，比如通過它可以自動啟動排氣扇排氣，這在炎熱的夏天對于密閉的車庫是一個有趣的應用。當然它還可以控制任何你想控制的家電，只要將家電的插頭插上無線智能插座即可，比如飲水機、電熱水器等等。

無線紅外轉發器

這個產品主要是用于家中可以被紅外遙控器控制的設備，比如空調、電動窗簾、電視等等。通過無線紅外轉發器，你可以遠程無線遙控空調，你也可以不用起床就關閉窗簾等。這是個很有意義的產品，它可以將傳統的家電立即轉換成智能家電。

無線紅外防闖入探測器

這個產品主要用于防非法入侵，比如當你按下床頭的無線睡眠按鈕后，關閉的不僅是燈光，同時它也會啟動無線紅外防闖入探測器自動設防，此時一旦有人入侵就會發出報警信號并可按設定自動開啟入侵區域的燈光嚇退入侵者?；蛘弋斈汶x家后它會自動設防，一旦有人闖入，會通過無線網關自動提醒你的手機并接受你手機發出的警情處理指令。

無線空氣質量傳感器

該傳感器主要探測臥室內的空氣質量是否混濁，這對于要回家休息的你很有意義，特別是有嬰幼兒的家庭尤其重要。它通過探測空氣質量告訴你目前室內空氣是否影響健康，并可通過無線網關啟動相關設備優化調節空氣質量。

無線門鈴

這種門鈴對于大戶型或別墅很有價值。出于安全考慮，大多數人睡覺時會關閉房門，此時有人來訪按下門鈴，在房間內很難聽到鈴聲。這種無線門鈴能夠將按鈴信號傳遞給床頭開關提示你有人造訪。另外在家中無人時，按門鈴的動作會通過網關傳遞給你的手機，而這對你了解家庭的安全現狀和來訪信息非常重要。

無線門磁、窗磁

主要用于防入侵。當你在家時，門、窗磁會自動處于撤防狀態，不會觸發報警，當你離家后，門、窗磁會自動進入布防狀態，一旦有人開門或開窗就會通知你的手機并發出報警信息。與傳統的門窗磁相比，無線門窗磁無需布線，裝上電池即可工作，安裝非常方便，安裝過程一般不超過2分鐘。另外對于有保險柜的家庭來說，這種傳感器還能夠偵測并記錄下保險柜每次被打開或者關閉的時間并及時通知授權手機。

太陽能無線智能閥門

這是通過太陽能供電的無線澆灌系統。一般工作流程是土壤濕度傳感器將土壤含水情況發送給無線網關，一旦土壤缺水，無線網關就會發出控制指令給無線智能閥門通知供水，同時將供水時間和供水量傳遞給網關，并通過網關保存在手機或其它設備上。

無線床頭睡眠按鈕

這是個可以固定或粘貼在床頭木板上的電池供電裝置，它的作用主要是幫助你在睡覺時關閉所有該關閉的電器同時啟動安全系統進入布防狀態。比如啟動無線紅外防闖入探測器、窗磁、門磁等進入預警布防狀態。另外它也能幫助你啟動夜間的照明模式，比如當你夜間起床時，打開的燈光就會很柔和，而不會像進餐時那么明亮，即使這是同一盞燈。

無線燃氣泄漏傳感器

該傳感器主要是探測家中的燃氣泄漏情況，它無需布線，一旦有燃氣泄漏會通過網關發出報警并通知授權手機。

無線輻射傳感器、無線空氣污染傳感器對于一些對太陽輻射敏感的人來說，這種傳感器具有特別的意義，通過它你可以準確知道出門前是否需要采取防太陽輻射或者防污染防塵措施，而你唯一要做的就是看一下手機屏幕，因為戶外的輻射、污染等情況已經通過無線網關傳到了你手機上。

通過以上設備，實現智能家居監控系統的遠程控制功能，整個系統架構簡單，即建立嵌入式家庭網關和ZigBee家庭內部網絡，其功能齊全，并且可根據實際情況和個人需求增減傳感器以節約成本，可為任何家庭提供量身訂制的智能家居監控服務。本系統可以根據家庭環境的改變隨時添加設備節點，安裝方便，實現了智能家居的人性化控制。