智能家居是利用先進的計算機技術，嵌入式系統和網絡通訊技術，將家庭中的各類設備(如照明系統、環境監控、安防系統、網絡家電)經過家庭網絡鏈接到一塊兒的，自從美國在1984年真正的智能建築出現之後，國外已經有將近30年的研究歷史，而國內在這方面的研究就相對較晚，從2003年才逐步的應用於高端市場，並且標準不一。因爲智能家居的系統具備安全、方便、高效、快捷、智能化等諸多的優勢，從而使智能家居的開發建設成爲21世界科技發展的必然趨勢。 html
目前市場上使用的無線技術有不少，有藍牙，WLAN技術等，因爲協議複雜，成本高，耗電等，因此在家用系統控制方面推廣是有很大困難的，因此本文提出的無線智能家居的設計是基於ZigBee無線模塊技術的，由於ZigBee數傳模塊低功耗，低成本，易於組網和維護，採用簇狀網絡的同時會具備自愈性的獨特優勢，能夠克服意外致使的網絡癱瘓的弊端。 安全
1 系統的結構 網絡
本文設計的智能家居系統主要把智能家居分紅三個大的部分，以具備Android系統的電視機做爲上位機部分，以具備USB功能的CC2531芯片做爲中樞傳輸部分(即USB-DONGLE)，以CC2530芯片做爲終端控制模塊，終端控制模塊同時分紅三個部分，即安防控制模塊、智能控制模塊和電能計量統計模塊如圖1所示。 併發
圖1 整個系統設計的效果圖 框架
2 系統的工做原理 spa
2．1 通用的ZigBee無線模塊的初始化 操作系統
啓動硬件，進入初始化流程，首先是關閉全部的中斷，而後是硬件電路板相關的硬件設備的檢驗而且配置系統時鐘，而後進行電壓穩定的檢測，設置ADC3爲一個標準的工做電壓的值，經過電路板的ADCl讀取外部提供的電路板的工做電壓和ADC3比較看是否達到穩定工做的電壓，而後進行電路板IO口的初始化，堆棧歸零。若是電壓不穩定或者電池電量不足或者其餘原岡致使的硬件電路沒法工做，這裏就要進行不一樣方式的保護電路的復位，若是能夠正常工做，那就開始配置IO口的基本工做狀態，接着進行硬件驅動層的初始化，裏面包括：定時器的初始化、ADC初始化、DMA的初始化、LED的初始化等等。接着是非易失性閃存的初始化流程，擦除全部的NV區域，而後是MAC初始化，擴展地址的初始化，Z-STACK的全面檢查，若是某項存在或者不存在，則寫入NV裏面，而後是操做系統的啓動初始化，開啓中斷，電路板的最終使用值的配置，(把啓動的結果在液晶屏上顯示出來)，電能計量模塊的初始化，紅外控制模塊的初始化，定時模塊的初始化，進入操做系統開始工做。 .net
2．2整個網絡的創建 設計
首先是啓動電視機，打開電視機上面智能家居的控制界面，發送加入網絡的命令，開始建立整個智能家居的網絡。ZigBee數傳模塊協調器接收到命令之後，開始創建網絡，當網絡創建起來之後，在協調器容許加入的有效時間內，開始啓動ZigBee無線模塊終端設備，終端設備發現網絡，併發送加入網絡的請求，協調器接收到加入網絡的請求之後，開始確認信息，發送確認加入網絡，終端設備接收到加入網絡的確認請求之後，而後按照ZigBee協議，發送本身的長地址，短地址的信息給協調器，協調器收到信息之後經過USB接口傳給電視機。整個系統開始進入正常的工做狀態。 orm
3 協凋器的做用
協凋器在整個網絡中起到一箇中樞做用，鏈接做爲上位機的電視機，經過USB接口通訊接收電視機的命令並把接收到的命令進行分析，根據解析來的命令，按照本系統設計的智能家居的協議發送給相應的節點，並接收兒幾個終端節點上傳的數據，而後發給電視機。具體流程請看流程圖：
圖2 電視機發送命令讓協調器創建網絡
4 電能計量統計模塊的工做流程
電能計量模塊是基於CSE7780芯片、RX8025、BL8023和CC2530芯片構成的一個具備電量計量、RTC時鐘和ZigBee通訊的模塊，這個模塊具備一個主要的功能：l把測量的電量實時的測量出來並上傳給協調器。2 把測量的數據保存在EEPROM裏面，根據電視機的要求，查看一個月天天電量的信息或查看一年電量的信息讀取出來上傳給電視。3 進行RTC計時，給整個模塊提供一個時間信息。從協調器接收到定時的時問信息，按照解析的時間驅動BL8023繼電器的芯片,控制繼電器的開或者關，以此來達到定時的目的。
圖3 電視機上電能計量的UI界面
5 紅外控制模塊的工做流程
在電視機上點擊按鍵發送控制遙控器的指令到協調器，協調器收到指令之後發送給終端，終端接收到指令之後按照物聯網電視的通訊協議開始解析數據，把解析出來的指令從新按照機器的控制指令從新進行數據組合，而後利用紅外發射的功能把數據發送給空調的遙控器來控制空調工做。若是空凋沒有動做，就從新發送一次控制空調的指令，紅外發射的載波是38K的載波，本模塊使用的是
圖4 智能控制流程圖
6 安防監控模塊的工做流程
首先令人體檢測模塊上電，通過45秒鐘的電壓穩定時間，使這個模塊加入到ZigBee數傳網絡內，而後在電視機上啓動安防監控開始命令，攝像頭就會打開，同時發送進入安防模式給協調器，協調器接收到命令之後，把命令發送給終端，終端接收到命令之後就開始啓動系統安防模式後，須要延時60～120秒才能進入正常檢測狀態，以便用戶離開監測現場，防止誤報。系統進入監控模式之後，若是有人通過，就會產生一箇中斷，並且這個中斷須大於20毫秒，若是小於20毫秒說明是干擾，當中斷產生之後，終端就會按協議發送一次有人的警告命令給協調器，協調器收到命令之後就發送給電視機，電視機收到命令之後就開始控制攝像頭開始錄像，終端每2秒鐘發送一次有人的警告命令，持續6秒鐘，若是在這6秒鐘以內，再次有中斷產生，那麼有人警告的6秒鐘時間就會刷新，從新計時，終端仍然是每2秒發送一次：若是6秒的有人警告時間以內沒有再次發生有人中斷，就會進入6秒鐘的無人警告模式，中斷就會每2秒鐘發送一次無人的警告命令給協調器，協調器發送給電視機，攝像頭仍然繼續錄像，若是在6秒鐘的無人警告時間內，再次發生有人的中斷，就會從新進入6秒鐘的有人警告模式，攝像頭仍然持續的錄像，若是6秒鐘的無人警告時間結束都沒有有人中斷產生，那麼終端就不會在發送無人的協議命令給協調器，當電視機收到三次無人命令信息之後就關閉攝像頭的錄像功能。
7 小結
基於ZigBee無線模塊的物聯網電視智能家居系統相對於WIFI，藍牙等其餘的無線通訊系統來講相對簡單些，可是其自己仍是比較複雜的，經過搭建起來整個物聯網電視的結構框架和通訊協議，經過幾個典型的智能家居的功能來把整個物聯網電視的智能家居的具體的工做流程、開發細節以及整個的框架展示給讀者，本設計通過實際的開發，已經能夠達到演示的效果。智能家居不只僅是着眼於將來，一切智能化，還要着眼於如今，把如今正在使用的不是智能化的家用電器智能化，作智能家居的宗旨是使家庭生活更溫馨，更安全，更方便。