内容发布更新时间 : 2024/11/15 1:36:11星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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基于物联网ZigBee技术的智能家居监控系统
作者：孙会民
来源：《软件导刊》2016年第09期
摘要：智能家居融合了无线传感网络技术、自动控制技术和计算机技术。提出了一种基于物联网ZigBee技术的智能家居监控系统设计方案。该系统以A8 系列处理器 CC2530为核心，采用dht11温湿度传感器进行温湿度采集，烟雾传感器进行烟雾监控，光照传感器进行光照强度监测，协调器中转传送进行数据传输，在移动终端实时显示住宅内环境变化并进行远程控制，实现住宅内电器开关、家庭安防、火灾预警、环境监测等方面的全面智能化控制。 关键词：物联网；ZigBee；无线传感网络；智能家居 DOIDOI：10.11907/rjdk.161600 中图分类号：TP319
文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2016）009009702
作者简介作者简介：孙会民（1990-），女，山东菏泽人，山东科技大学信息科学与工程学院硕士研究生，研究方向为计算机软件理论。 0引言
智能家居利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、空调控制、窗帘控制、信息家电、场景联动、环境监测等有机地结合在一起，通过网络综合智能控制和管理，实现以人为本的全新家居生活体验。
本方案用电脑作为客户端，通过无线网络 （WiFi、GPRS） 对家居系统进行控制，做到方便、快捷、触手可及。 1智能家居监控系统
本系统以CC2530为控制核心，完成信息的采集与电器的控制等操作。终端节点把采集的数据通过无线数据传输方式发给协调器，协调器通过A8网关把打包好的数据发送给服务器供外部调用[13]。平台上配有液晶显示模块，人机交互界面能方便进行相关操作。
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数据传输既可以通过Internet网络进行，也可以利用现有的无线通信网络，如WiFi网络[4]。在家庭内网中，只需与一个具有无线接口管理功能的ZigBee模块相连，通过人机交互界面，便可通过PC终端进行设备控制与状态查询。
系统通过上位机与A8网关配合，采集温湿度传感器、光照采集传感器、烟雾采集传感器、红外反射传感器的数据，实现对继电器的控制功能。智能家居监控系统流程如图1所示。 2系统总体设计
系统分为上位机软件控制和下位机ZigBee控制器两大部分。上位机通过人机交互界面发送控制信息并接收下位机ZigBee控制器发送的检测信号；下位机ZigBee控制器根据上位机软件给出的指令发出控制信号，控制相应的家居场设备，同时将检测到的信号发送到上位机图形界面上[5]。
软件部分主要是C#编写的图形界面进行人机交互。上位机通过人机交互界面，将控制信号通过网线或者WiFi把相应的命令或者信号传送到A8网关上，然后通过A8网关发送信息给协调器，协调器把命令传送到各个终端节点上，以此接收数据或者对中断节点进行控制[6]。 2.1系统设计思路及关键技术
智能家居系统上的软件包括PC软件和嵌入式软件。PC软件基于VS2010平台的C#语言编写。硬件程序在Windows下基于IAR集成开发环境的C语言编写[78]。
（1）PC应用软件（智能客户端）。PC机软件通过各个模式的设定实现相应功能。在PC端接受底层硬件传来的数据并显示[910]，同时把显示的数据进行适当处理，使其智能化。如当天气炎热达到预先设定的阈值时，空调会自动打开制冷降温；当处于离家模式时，家里的灯泡、风扇、空调等会自动关闭，以此通过客户端来实现智能化。
（2） 嵌入式应用软件。①Main：获取传感器的温湿度值、烟雾值，并作相应处理，同时还监听和处理PC软件发送的请求；②ZigBee：处理Main下的指令。 2.2软件子系统设计 2.2.1PC端软件功能设计
C#客户端通过调用各模块实现各种模式。在Client端有回家模式、离家模式、电视模式、工作模式、会话模式、电影模式、全开模式、省电模式、上网模式以及自定义模式等各种功能，见图2。
（1）登录模块。在登录模块中，需要通过验证用户名和密码才能登录。
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（2）注册模块。需要输入用户名和两次密码输入完成注册。 （3）主模块。在主模块下定义了各种模式，以此实现智能化。
（4）回家模式。①回家时，门禁系统会打开，通过继电器开关打开大门；②进入大门时有温馨的智能提示，提示内容用语音播报，如“您有一个未接电话”等；③家里的电器会打开，如：空调、电灯、电视等。
（5）离家模式。①离家模式下，家里的电器会关闭。首先查看电器开关状态，比如灯泡处于打开状态，则通过继电器模拟关闭；②安防系统会打开，比如红外感应打开用来防范小偷、烟雾感应系统和温度感应系统打开以预防火灾；③有紧急情况时，安防系统会自动发送信息到手机，并根据紧急情况等级设定手机接收信息的铃声或响铃时间长短。 （6）电视模式。通过继电器开关电视。
（7）工作模式。在工作模式下，窗帘会关闭，所有背景音乐也会关闭，还会启动部分安防系统。比如有人来了会有提示，此功能通过继电器模拟实现。
（8）会客模式。①在会客模式下会响起背景音乐，调节气氛；②电话或短信会根据内容的紧急情况，以及相同联系人发送短信的数量来确定短信的重要程度，以此选择是否通知；③选择操作继电器模拟实现。
（9）电影模式。①在电影模式下，可以打开想看的电影，还可以选择重复播放，可从列表框中删除影片；②在此模式下通过继电器模拟实现灯泡的关闭，实现智能控制。
（10）全开模式。①在全开模式下，打开所有必要的电器和系统；②此处通过继电器来模拟实现。
（11）省电模式。①在省电模式下，关闭不必要的电器开关；②关闭背景音乐。 （12）上网模式。在上网模式下关闭不必要的流量。
（13）自定义模式1。①在此模式下可以查看用户设定城市3天的天气预报，还可以查询其它城市的天气；②通过天气的温度值给用户提供一些指导信息；③通过继电器的打开与关闭进行模拟。
（14）自定义模式2。此模块为视频监控模块，通过视频监控可以记录下一些视频，比如不在家时的访客，通过调用视频可以知道谁来过[11]。 2.2.2下位机软件功能设计