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基于XBee无线手艺的智能家居监控体系硬件设想和

  智能家居系统节制体例次要是有线收集和无线收集两种体例。有线体例,顾名思义就是需要通过布电缆来组网。此种组网体例比力保守,汗青长久,手艺成长相对成熟,靠得住性高,但因为其需要实体布线所带来的布线繁琐,线路容易损坏,可扩展性和可挪动性差等不成避免的问题,有线收集体例将逐步被无线收集体例代替。无线收集则凭仗着其优良可挪动性和扩展性以及勿需额外布线和不受距离节制等长处,从而矫捷流动地对可控点进行节制,如许的特点愈加符百口庭收集的通信需求,因而基于无线收集手艺的智能家居系统越来越遭到人们的关心。目前,无线收集手艺曾经深切到人类糊口的各个方面。无线体例品种繁多,使用较为普遍的无线手艺有蓝牙、红外手艺、超宽带等等。各类手艺各有本身特点,傍边以新兴的ZigBee手艺的呈现填补了低速度端无线通信手艺的空白,能很好地处理智能家居系统的设想碰到的问题。ZigBee手艺是一种几乎可以或许使用到所有行业的低数据率的无线通信手艺。

  XBee无线手艺是一款基于IEEE 802.15.4尺度的无线和谈且与ZigBee和谈兼容的无线模块。作为一种新兴的无线通信手艺,它是一种省电、远距离、时延短、低功耗的数传模块,秒速赛车开奖官网次要使用于智能家居,近程节制,无线抄表,无线检测等方面。本文次要以智能开/关窗帘为例,申明智能家居与通俗家居分歧在于不只具有保守通俗家居的栖身功能,更惹人留意的因为采用了XBee无线手艺,使得智能家居具有聪慧能动性,优化升级糊口体例。

  基于XBee无线手艺的智能家居次要通过无线遥控模块(XBee模块)实现对家居情况的监控。本文的智能窗帘节制系统是按照点对点通信体例进行设想。操纵公用软件X-CTU设置装备摆设肆意一个XBee模块为协调器coordinator API端的作为节制端,它实现的功能是发送数据给肆意一个设置装备摆设为终端router API端的XBee模块,节制各个终端节点的工作,并通过RS232串口毗连到上位机监控界面,从而实现对各个终端节点的近程节制。本文次要实现智能窗帘的开与关,其系统功能框图如图1所示。

  智能窗帘硬件次要采用一个带有RS232串口或USB接口转接电平转换器的工控机(平板电脑),Arduino节制器,继电器,电动窗帘(含导轨)等。此中,通信的最环节部门就在于通信模块的设想。本文的通信模块的设想次要采用了由无线通信元件制造商MaxStream出产的一款mini型ZigBee收发模块XBee Series 2模块。 XBee模块需两块,一块是安装在PC机(上位机)节制发送端,一块是作为Arduino节制器的无线领受端,具体硬件需求清单见表1所示。

  上位机切换窗帘的三个开关形态(打开窗帘、封闭窗帘、遏制窗帘),按着必然的通信和谈通过串口发送秒速赛车开奖官网节制消息给与上位机USB相连的XBee模块(协调端节点A),然后通过无线收集发送节制消息到Arduino无线领受端的XBee模块(终端节点B)。上位机次要实现切换、判断和发送三个功能。协调端节点A端指令次要内容包罗终端节点B模块的地址,要发给终端节点B模块的消息等内容。

  为了实现协调端节点A、终端节点B两个XBee模块互相发送动静。家居监控操纵XBee USB适配器对XBee模块进行设置装备摆设,通过软件X-CTU将此中的一个模块节点设置装备摆设成coordinator API(协调端节点)模式,其他的均设置装备摆设成router API(终端节点)模式,确保这两个节点在统一个收集内。如许两个节点之间就能按照XBee的通信和谈进行数据传输。

  Arduino节制器是一块基于起头原始代码的Simple i/o平台,而且具有开辟言语和开辟情况都很简单、易理解的特点。它利用高速的微处置节制器(ATMEGA328),可简单地与各类传感器、电子元件毗连。

   输入电压:接上USB时无须外部供电或外部5V-9V直流电压输入。

   输出电压:5V直流电压输出和3.3V直流电压输出和外部电源输入。

  操纵Arduino节制器的上述特征,本文在领受端处将终端节点XBee模块间接与Arduino节制器相连,当该XBee收到节制消息后,Arduino节制器则输出5v直流电压供后接继电器吸合,从而节制智能窗帘开与关。

  针对基于XBee无线手艺的智能窗帘功能,通过法式近程节制实现该功能的软件设想次要包罗两部门:一部门是代步智能机械人上平板电脑(上位机)中的无线发送模块的程

  序,另一部门是近程数据节制器Arduino(下位机)中的无线领受模块的法式。前者采用面向对象的可视化言语VC++编写,后者采用Arduino言语编写。

  用户通过操作上位机节制界面按钮(打开窗帘、封闭窗帘、遏制窗帘),近程节制窗帘电机的正反向扭转,实现对智能窗帘的开关操作。当鼠标挪动到某个区域时,挪用响应的节制指令,再通过节制系统实现近程节制电动窗帘的活动。此中,窗帘开关到头时,主动撤销驱动信号,使窗帘活动遏制。窗帘需要停靠在肆意形态时,在窗帘活动中按界面遏制窗帘按钮即可。

  上位机和XBee(coordinator API端)之间的通信是通过串口通信来完成。

  起首利用ND号令查找收集中的节点消息,发送的数据位:0x7E 00 04 08 09 4E 44 5C,确保协调端节点和终端节点在统一个收集。

  其次,操纵无线收集XBee模块之间的通信和谈,coordinator API端向router API端发送本人定义的相关字符(以打开窗帘为例发送字符K),具体数据如表2所示。

  按照以上的通信和谈,上位机PC机上开辟了一个基于Windows系统的人机交互的节制界面,用来响应鼠标的挪动和点击,次要担任与用户进行交互,同时反馈家电形态消息,节制界面如图3所示。

  如图3所示,智能窗帘的监控界面是由六个按键和两个文本框形成。此中,通信模式方框中的模式切换按键用来切换智能家居的节制体例是物联网模式或是GSM模式,文本框顶用来显示当前的节制体例。智能开关方框中右边两个按键是节制电灯的工作形态,左边三个按键是节制窗帘的工作形态。短信模式方框中是显示短信的具体内容。本文次要引见的是无线收集物联网模式下的智能窗帘的节制,因而GSM节制体例此处不做引见。

  无线领受端次要由Arduino节制器、作为router API端的XBee模块(终端节点)、继电器和电动窗帘形成。当终端节点收到响应字符,Arduino节制器则输出5v。具体软件流程图如图4所示(以打开窗帘为例进行申明)。

  本文完成了智能代步机械人智能家居监控系统的硬件设想和软件设想,并进行了调试,验证了所设想系统的无效性和适用性。其立异点在于将Xbee模块引入保守的家电通信节制,相对于以往的有线家电通信节制,省去了分析布线难度,同时节约了成本,添加了可控点的矫捷性。本文只给出了一个点对点的一个实例,按着这种思绪,稍加扩展就可实现大面积智能家居。跟着无线通信手艺的成长和成熟,无线通信在将来的智能家居手艺中必然会获得越来越普遍的使用,具有广漠的使用前景。



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