系統軟件設計 - 基于ZigBee的智能家居系統設計
3 系統軟件設計
??? 系統軟件設計主要包括6部分,分別為遠程控制網頁設計、中央控制管理系統設計,控制中心主控制器ATMegal28程序設計、CC2430協調器程序設計、CC2430監控節點程序設計、CC2430選擇添加設備的程序設計。
?3.1 ZigBee協調器的程序設計
??? 協調器首先完成應用層初始化,將應用層狀態和接收狀態設為空閑,然后打開全局中斷并初始化I/O端口。接著協調器開始建立無線星形網絡。協議中,協調器自動選擇2.4 GHz的頻段,每秒發送的最大比特數為62 500,默認的個域網網絡號(PANID)是0x1347,最大的堆棧深度為5,最大單次發送的字節數為93,串口的波特率是57 600 bit/s,SL0W TIMER每秒產生中斷10次。在ZigBee網絡建立成功后,協調器將其地址傳送給控制中心MCU。這里,控制中心MCU將ZigBee協調器識別為監控節點的一員,它被識別的地址為0。程序進入主循環。首先判斷是否有終端節點發送的新數據,如果有,則直接把這個數據傳送至控制中心MCU;判斷控制中心MCU是否有指令下傳,如果有則將下傳的指令發送到相應的ZigBee終端節點;判斷安防是否打開,是否有盜賊入侵,如果有則把報警信息傳送至控制中心MCU;判斷燈光是否處于自動控制狀態,如果是,則打開模數轉換器進行采樣,采樣值是燈光打開或關閉的關鍵,如果發生燈光狀態改變則把新的狀態信息傳送到控制中心MC-U。ZigBee協調器程序流程如圖5所示。
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3.2 ZigBee終端節點的程序設計
??? ZigBee終端節點是指由ZigBee協調器控制的無線ZigBee節點,在系統中主要是監控節點和選擇添加的家用電器控制器。ZigBee終端節點的初始化同樣包括應用層初始化,打開中斷和初始化I/O口。接著嘗試加入ZigBee網絡,需要強調的是:只有和ZigBee協調器設置一致的終端節點才能加入到網絡中。如果ZigBee終端節點嘗試加入網絡失敗,則每兩秒重新嘗試一次,直至順利加入到網絡中。加入網絡成功后,Zi-gBee終端節點將其注冊信息發送至ZigBee協調器,再由ZigBee協調器轉發至控制中心MCU以完成ZigBee終端節點的注冊。ZigBee終端節點如果是監控節點,則實現燈光及安防的控制,程序與ZigBee協調器部分類似,只是監控節點需將數據發送到ZigBee協調器,再由ZigBee協調器將數據傳送至控制中心MCU。ZigBee終端節點如果是電風扇控制器,則只需接收上位機的數據,而不必上傳狀態,故它的控制可以在無線數據接收中斷中直接完成。在無線數據接收中斷中,所有終端節點都是將接收的控制指令翻譯成對節點本身的控制參數,在節點主程序中不對接收的無線指令進行任何處理。
4 聯機調試
??? 由中央控制管理系統下發的對固定設備的指令編碼遞增的指令,通過計算機串口發送至控制中心MCU,并通過兩線接口發送至協調器,再由協調器發送至ZigBee終端節點,在終端節點接收完成時將數據再次通過串口發送至PC機,在這臺PC機上完成ZigBee終端節點接收的數據與控制中心所發送的數據的比較。中央控制管理系統每一秒發送2條指令,經過5 h的測試,測試軟件顯示共接收數據包數量為36000包時停止測試。多協議數據傳輸測試軟件測試結果如圖6所示。正確數據包36 000,錯誤數據包數為0,正確率為100%。
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5 結束語
??? 通過ZigBee技術實現智能家居內部組網,具有遠程控制方便,添加新設備靈活和控制性能可靠等優點。通過RFTD技術實現用戶身份識別,提高系統的安全性。通過GSM模塊的接入,實現了遠程控制和報警功能。
- 第 1 頁:基于ZigBee的智能家居系統設計
- 第 2 頁:系統軟件設計
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( 發表人:電子大兵 )