解析GPRS和ZigBee技術(shù)的智能家居

　　基于GPRS和ZigBee技術(shù)的智能家居解決方案采用以單戶家庭為單元的通信控制模式，在每一個家庭中都安裝一個主控中心(負(fù)責(zé)用戶控制信號及家電反饋信息的接收和轉(zhuǎn)發(fā))，及若干個與家電設(shè)備相連的分控終端(控制該家庭的所有電器)。主控和分控裝置由家庭總線相連，家庭總線采用ZigBee無線通信方式。此裝置便于家庭獨(dú)自管理，安全性、可靠性高。

　　無線數(shù)傳模塊MC35i

　　GPRS通信模塊采用西門子公司的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊MC35i，支持?jǐn)?shù)據(jù)、短信、語音和傳真業(yè)務(wù)。MC35i是新一代GSM/GPRS雙模模塊，完全兼容上一代的MC35、TC35i;采用緊湊型設(shè)計，為用戶提供了簡單、內(nèi)嵌式的無線GPRS連接。MC35i的GPRS永久在線功能提供了最快的數(shù)據(jù)傳輸速率。

　　IP_Linkl270模塊

　　ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)通信模塊采用赫利訊的IP_Link1270模塊。ZigBee(IEEE802.15.4)技術(shù)是最近發(fā)展起來的一種近距離、低功耗、低數(shù)據(jù)率、低成本的雙向短距離無線通信技術(shù)，被業(yè)界認(rèn)為是最有可能應(yīng)用在工控場合的無線方式。Helicomm公司推出的IP_Linkl270 是ZigBee的開發(fā)工具和產(chǎn)品，包含符合802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的2.4 GHz射頻組件、低功耗的8位微控制器、ZigBee網(wǎng)絡(luò)軟件和全波長天線，每次接力通信都能在75 m范圍內(nèi)提供250kbps的速率;支持最新的RS232 mesh透明串行模式，能在網(wǎng)狀或多次跳接(multihop/無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)支持串行數(shù)據(jù)路由，速率最高可達(dá)38.4 kbps。IP_Linkl270是完全符合IEEE802.1 5.4標(biāo)準(zhǔn)與ZigBee規(guī)范的2.4 GHz無線收發(fā)模塊，射頻部分使用Freescale的MCl3191/13192/13193芯片，MCU使用的是Freescale公司的 MC9S08GT60芯片。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理

　　系統(tǒng)通過GSM手機(jī)發(fā)送短信命令來讀取三表的數(shù)據(jù)，并對室內(nèi)電燈進(jìn)行控制。分控中心可以檢測外中斷，當(dāng)有外中斷產(chǎn)生時，分控中心的蜂鳴器發(fā)出響聲，這時分控中心會主動向用戶發(fā)送短信來提示用戶室內(nèi)有異常。

　　系統(tǒng)由主控中心與分控終端兩部分組成，主控中心主要由GPRS模塊通過USB與PC機(jī)連接，ZigBee模塊IP_Linkl270通過串口與PC機(jī)連接。GPRS通信模塊采用西門子公司的MC35i，負(fù)責(zé)收發(fā)短信的命令;ZigBee無線通信模塊采用赫立訊公司的TP_Link1270，負(fù)責(zé)控制分控中心的設(shè)備，來讀取三表的數(shù)值與控制室內(nèi)燈的開關(guān)。

　　分控終端主要由赫立訊公司的IP_Linkl270、新茂公司的SM5964A單片機(jī)、天馬的128×64點(diǎn)陣的LCD液晶顯示模塊組成。LCD用于數(shù)字的電表、水表、氣表值的顯示;單片機(jī)上的鍵盤可以改變?nèi)�表的值，通過單片機(jī)上的串口來控制IP_Linkl270數(shù)據(jù)的收發(fā)，把三表值和室內(nèi)燈的開關(guān)狀態(tài)返回到主控中心。

　　系統(tǒng)的主要控制流程如下：

　　由用戶手機(jī)發(fā)命令給MC35i模塊，MC35i收到命令后，解釋該命令。解釋完命令后發(fā)給主控中心的IP_Linkl270，由該模塊把命令發(fā)給相應(yīng)的分控終端設(shè)備，分控終端設(shè)備收到命令后作出相應(yīng)的動作。

　　分控終端收到命令后，一是作出相應(yīng)的動作后向上層作出應(yīng)答，二是把上層需要的數(shù)據(jù)通過IP_Linkl270傳給主控中心。主控中心把收到的分控終端信息，通過MC35i以短信形式發(fā)送到用戶手機(jī)上。

　　該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能

　　通過GPRS模塊收發(fā)短信，控制室內(nèi)的三表和電燈開關(guān)。如果有盜竊，則可以報警并以短信的形式報告給房主。通過發(fā)送wat、gas、ele(水，氣，電)3條短信給主控中心，主控中心把這3個命令通過主控制中心的IP_Link1270發(fā)送給分控中心的IP_Linkl270。分控中心收到該命令后，把當(dāng)前的三表的值，通過分控中心的IP_Linkl270發(fā)送給主控中心，主控中心把收到的三表的值打包并通過短信的形式發(fā)給主機(jī)。通過發(fā)送L11、 L2l、L31打開室內(nèi)不同的三盞燈。通過發(fā)送L10、L20、L30關(guān)閉室內(nèi)不同的三盞燈。通過發(fā)送L1?、L2?、L3?來查詢這三盞燈的開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)有人入室盜竊時，報警器就會報警，通過單片機(jī)的外中斷，把報警信息主動發(fā)送給房主。

　　硬件設(shè)計原理

　　MC35i有40個引腳，其中RXD、TXD必須與ZigBee的RX、TX平行相連進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)，CCIN(24)、CCRST(25)、 CCIO(26)、CCCLK(27)、CCVCC(28)引腳分別與SIM卡的8、2、7、3和1相連.分別表示SIM卡是否置入、SIM卡復(fù)位、 SIM卡數(shù)據(jù)、SIM卡時鐘、SIM卡電源。

　　分控中心SM5964A的第1l、lO腳TXD、RXD與ZigBee的第5、4腳TX、RX連接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，第P10、P11、P12、P13、P14、P15、P16、P17引腳與鍵盤連接，通過程序控制鍵盤的操作。