基于STM32和ZigBee的智能家居下位機系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、隨著當前經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人們對生活質(zhì)量有了越來越高的要求，在這樣的大背景下，智能家居系統(tǒng)應運而生。在過去的十年里，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，智能家居系統(tǒng)已經(jīng)有了比較大的發(fā)展，但是由于技術和成本的限制，目前為止，智能家居系統(tǒng)還不能廣泛的被人們所使用。因此，一種簡單便捷，方便實用，經(jīng)濟實惠的智能家居系統(tǒng)成為人們的迫切需要。而隨著物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，設計一套成本相對低廉的智能家居系統(tǒng)成為了可能。
　　為了滿足人們對智能家居

2、系統(tǒng)的需要，本文利用物聯(lián)網(wǎng)技術，設計開發(fā)了一套功能實用、成本相對低廉的智能家居下位機系統(tǒng)，只需添加上位機部分，比如 PC機的客戶端或者移動客戶端，即可組成一套完整的智能家居系統(tǒng)，上位機的客戶端可以接收數(shù)據(jù)或者下發(fā)指令。由于在這套系統(tǒng)中沒有進行上位機的設計，所以在這里使用socket toll工具進行接收數(shù)據(jù)和下發(fā)指令。
　　本文主要從硬件和軟件兩方面對這套系統(tǒng)進行了研究：
　　（1）硬件電路主要包括網(wǎng)關和 ZigBee網(wǎng)絡系

3、統(tǒng)。網(wǎng)關電路板選用的主控芯片是STM32系列芯片，通訊模塊為SIM900模塊，負責通過GPRS向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)。ZigBee網(wǎng)絡系統(tǒng)包括一個協(xié)調(diào)器和六個終端節(jié)點，協(xié)調(diào)器通過排針插接在網(wǎng)關電路板上，六個終端節(jié)點分別是溫濕度采集模塊、人體紅外探測模塊、煙霧濃度探測模塊、風扇控制模塊、直流電機驅(qū)動模塊和 LED燈控制模塊。協(xié)調(diào)器和終端節(jié)點的主控芯片都是 cc2530，另外終端節(jié)點上都有不同的傳感器。整個系統(tǒng)的工作流程為：終端節(jié)點上的傳感器采集

4、數(shù)據(jù)，然后通過ZigBee網(wǎng)絡發(fā)送給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器通過串口把數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關。網(wǎng)關接收數(shù)據(jù)之后，再通過GPRS模塊發(fā)送給上位機，上位機利用socket toll接收并顯示數(shù)據(jù)。也可以通過socket toll下發(fā)指令，然后通過網(wǎng)關發(fā)送給終端節(jié)點，使終端節(jié)點執(zhí)行開關燈、風扇、直流電機等動作。
　?。?）軟件實現(xiàn)部分的編程環(huán)境是Keil MDK和IAR。 MDK-ARM是專為微控制器應用而設計的編程軟件，不僅簡單易學，而且功能強大，能夠

5、很好的滿足大多數(shù)的嵌入式編程應用。IAR Systems是全球領先的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具。本系統(tǒng)采用C語言編程，C語言具有簡潔緊湊、靈活方便的特點。系統(tǒng)采用模塊化編程，極大的提高了系統(tǒng)的編程效率，為程序的修改和升級提供了方便。
　　這套系統(tǒng)的主要功能有檢測溫濕度、煙霧濃度、是否有人經(jīng)過和開關燈、開關風扇、開關直流電機（模擬窗簾的開關）。由于上位機部分不在本文的研究范圍之內(nèi)，所以所有的數(shù)據(jù)顯示和指令的下發(fā)都借助于socket toll