基于ARM和ZIGBEE的无线家居控制系统设计

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智能家居系统具有安全、方便、智能化的独特魅力,对于改善现代人类的生活质量,创造舒适的生活空间有着非常重要的意义,并具有非常广阔的市场前景。虽然其问世,至今还未能像DVD、家用PC、手机等其他家用电器那样迅速掀起一股潮流,但从发展趋势看智能家居的日益普及将是一种必然。论文在昆明北极星数码科技有限公司提出的“现代社区服务平台与智能家电控制系统相结合”来搭建现代社区服务平台这一项目为背景下完成(该项目经过相关技术人员对方案可行性的多次论证,由我们实验室完成了项目前期工作的实验和研究)。论文分析了家居控制系统的起源、发展和研究现状,在对相关技术进行分析论证的基础上,提出通过移动通信手段实现家居的对外联系,通过无线通信技术ZIGBEE实现家居内部的互联的方案,实现了家居控制系统互联和控制的功能。论文给出了基于ARM和ZIGBEE的无线家居控制系统(检测部分)的总体设计方案和部分实现细节,主要工作包括:1.设计了利用GPRS模块的短信功能来实现家居的对外联系。在分析GPRS通信协议的基础上阐明了中文短消息的编解码方式与收发控制,讨论了在嵌入式系统中实现中文短消息编解码的方法。2.以μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统为软件平台,以低功耗、高可靠性的32位ARM微处理器LPC2294作为主控芯片,采用模块化编程思想完成了短信收发、无线通信模块ZIGBEE通信、家用电器开关状态检测等功能模块的程序编写。3.利用ZIGBEE无线通信技术将家庭内部各电器设备联系起来,组建了家庭控制网络,并设计了控制网络数据通信协议,确保通信的可靠性。4.完成了基于ZIGBEE模块CC2430的检测模块的外围硬件的设计和相关软件的编写,对整个远程家电检测系统进行了测试,达到了预期的效果。通过以上控制部分(由另外一位同学完成)及检测部分的设计,在实验室条件下,设备整体测试运行正常,控制的可靠率达到了98%。试验结果表明,采用该方案搭建的家居控制系统使用方便、通用性好、控制响应时间短,能准确的检测到家电的控制状态,能满足人们的日常生活需要。
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