無線通信是人們夢(mèng)寐以求的技術(shù)，有了它，我們?cè)谶M(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)就不必受時(shí)間和空間的限制，可以隨時(shí)隨地瀏覽Internet，再也不用為網(wǎng)絡(luò)布線而苦惱。在智能家居系統(tǒng)中，將無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于家庭網(wǎng)絡(luò)已成為勢(shì)不可擋的趨勢(shì)。這不僅僅是因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)可以提供更大的靈活性、流動(dòng)性，省去花在綜合布線上的費(fèi)用和精力，而且更因?yàn)樗霞彝ゾW(wǎng)絡(luò)的通訊特點(diǎn)。隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，必將大大促進(jìn)家庭網(wǎng)絡(luò)智能化的進(jìn)程。

       而智能家居無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用ZigBee技術(shù)，它是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術(shù)，符合IEEE802.15.4協(xié)議，是IEEE工作組專門為家庭短距離通訊制定的新標(biāo)準(zhǔn)。

解析ZigBee技術(shù)

        ZigBee 技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)有：(1)省電：兩節(jié)五號(hào)電池可使用長(zhǎng)達(dá)六個(gè)月到兩年左右的時(shí)間;(2)可靠;采用了碰撞避免機(jī)制;(3)成本低;(4)時(shí)延短;(5)網(wǎng)絡(luò)容量大;(6)安全：ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，加密算法采用AES-128，各種應(yīng)用可以靈活確定其安全屬性。ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)完全符合家庭網(wǎng)絡(luò)通訊的需要，因此選擇ZigBee技術(shù)構(gòu)建智能家居無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

ZigBee技術(shù) 打造無線智能家居系統(tǒng)

ZigBee 技術(shù)布局智能家居無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

        本系統(tǒng)以家庭為單位進(jìn)行設(shè)計(jì)安裝，每個(gè)家庭都安裝一個(gè)家庭網(wǎng)關(guān)、若干個(gè)無線通訊ZigBee子節(jié)能模塊。在家庭網(wǎng)關(guān)和每個(gè)子節(jié)點(diǎn)上都接有一個(gè)HeliLink無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊(符號(hào)ZigBee技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品)，通過這些無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊，數(shù)據(jù)在網(wǎng)關(guān)和子節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行傳送。

       家庭網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)及功能為：采用ARM構(gòu)架的32位嵌入式RISC處理器和.uClinux操作系統(tǒng);通過門鎖進(jìn)行自動(dòng)設(shè)防/解防;遇搶劫或疾病，按緊急按鈕，自動(dòng)向管理中心報(bào)警;每家每戶配有自己的網(wǎng)頁，通過網(wǎng)頁顯示小區(qū)通知、系統(tǒng)各部分工作狀況及數(shù)據(jù);水、電、氣各表數(shù)據(jù)發(fā)給牧業(yè)管理中心；通過以太網(wǎng)與小區(qū)管理中心通訊;通過網(wǎng)關(guān)上的無線ZigBee(IEEE802.15.4)模塊與網(wǎng)絡(luò)中各子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊。

       ZigBee無線通訊子節(jié)點(diǎn)的功能為：兩路脈沖量數(shù)據(jù)采集，可采集水、電、氣三表數(shù)據(jù);兩路安防傳感器開關(guān)量數(shù)據(jù)采集，可進(jìn)行設(shè)防/撤防報(bào)警、安防報(bào)警(紅外幕簾、門磁、窗磁、玻璃破碎等);一路模擬量數(shù)據(jù)采集;一路模擬量數(shù)據(jù)輸出;一路繼電器觸點(diǎn)輸出;通過無線通訊IEEE802.15.4協(xié)議及家庭網(wǎng)關(guān)通訊。

ZigBee技術(shù)通訊協(xié)議

      ZigBee協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)：采用符號(hào)ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的HeliLink模塊的數(shù)據(jù)幀由數(shù)據(jù)模式、目標(biāo)地址、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)信息與校驗(yàn)和五部分構(gòu)成，格式如下(數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)都是16進(jìn)制數(shù)):

      “數(shù)據(jù)模式”占用一個(gè)字節(jié)。“目標(biāo)地址”表示數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)要發(fā)送的目標(biāo)位置(網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)號(hào))，它占用一個(gè)字節(jié)。“數(shù)據(jù)長(zhǎng)度”表示數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)中從“數(shù)據(jù)1”到“數(shù)據(jù)n”所占據(jù)的字節(jié)數(shù)，它也占據(jù)了一個(gè)字節(jié)。“數(shù)據(jù)信息”表示用戶要通過 UART0傳送的命令或者有效數(shù)據(jù)，占據(jù)的字節(jié)數(shù)由“數(shù)據(jù)長(zhǎng)度”決定。“校驗(yàn)和”是對(duì)幀結(jié)構(gòu)中的全部數(shù)據(jù)(校驗(yàn)和字節(jié)除外)進(jìn)行的校驗(yàn)，采用字節(jié)逐位異或的方式實(shí)現(xiàn)。“校驗(yàn)和”也占據(jù)一個(gè)字節(jié)。

無線網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議幀結(jié)構(gòu)

        家庭網(wǎng)關(guān)通訊協(xié)議幀結(jié)構(gòu)是建立在ZigBee協(xié)議幀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上的，相當(dāng)于底層協(xié)議中的數(shù)據(jù)場(chǎng)部分。所以幀結(jié)構(gòu)由節(jié)點(diǎn)號(hào)、功能編碼、數(shù)據(jù)信息三部分組成，節(jié)點(diǎn)號(hào)字段數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為1字節(jié)，其中低四位為數(shù)據(jù)采集功能編號(hào)，高四位為子節(jié)點(diǎn)號(hào)。