基于ZigBee嵌入式智能家居管理系统的制作方法

本实用新型涉及智能家居技术领域，特别是一种基于ZigBee嵌入式智能家居管理系统。

背景技术：

在信息技术高速发展的今天，当前传统的家居住宅仅作为一个简单的居住物理空间，在很多方面已经不能满足当前人们新的生活习惯和工作方式的需求。在这样的背景下，智能家居的概念被人们提出来，智能家居系统也应势而生，并得到迅速发展。它不仅可以优化人们的生活方式，还能在一定程度上缓解社会发展给人们工作上带来的的精神压力，给人们带去既舒适安全，又简单轻松的生活。随着人民生活水平的提高，信息技术的快速发展，家居环境的远程监控已越来越成为人们的迫切需求。当前，物联网技术等的迅猛发展使这一切不再是梦想，智能家居正在越来越广泛的进入到人们的生活之中。

目前很多智能家居产品是针对特定的组网环境开发的，直接导致了使用范围的局限性。另外，缺乏第三方产品，各个接入设备之间不能兼容，互操作性差，不利于产品的扩充，因而进一步局限智能家居控制的范围以及管理的有效性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决上述技术问题，提供一种基于ZigBee嵌入式智能家居管理系统，具有集设备监控、信息采集、报警提示功能于一体的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了一种基于ZigBee嵌入式智能家居管理系统，包括ZigBee通信网络模块、嵌入式网关、Web服务器和移动客户端，其中，所述ZigBee通信网络模块作为内网通信使用，用于家庭内部各种家电设备互联，所述ZigBee通信网络模块与负责网络连接和协议转换的所述嵌入式网关连接，所述ZigBee通信网络模块包括主控芯片、传感器、电源模块、继电器模块和射频模块，所述主控制芯片分别与所述传感器、所述电源模块、所述继电器模块、所述射频模块连接，所述嵌入式网关与用于交换远程信息与本地信息的所述Web服务器连接，所述Web服务器与所述移动客户端连接，所述Web服务器连接有用于存储家用电器状态数据、温湿度数据、用户动作数据的数据库SQLite连接。

进一步地，上述技术方案中，所述继电器模块与家电设备控制模块连接，电器控制由继电器模块完成，继电器模块以51单片机作为控制芯片，串口RXD，TXD连接另一个RFID接收模块，51单片机工作内容为操控射频模块接收端接收射频模块发射端发射的指令，完成继电器模块的操控。继电器模块实现对家电设备的控制。

进一步地，上述技术方案中，所述嵌入式网关采用S5PV210，S5PV210处理器主频可达1GHz，32位内部总线结构，可实现2000DMIPS(即每秒运算2亿条指令集)的高性能运算能力，对于缓存方面，S5PV210采用了32KB的数据/指令一级缓存，512KB的二级缓存，同时其内建MFC，具有强大的硬件编码功能，其存储控制器支持LPDDR1，LPDDR2和DDR2类型的RAM，可以用于文件系统的挂载，Flash支持Nandflash，Norflash，OneNand等，S5PV210还提供了丰富的外围接口，为拓展该处理器的功能提供了极大的方便。

进一步地，上述技术方案中，所述主控制芯片为CC2530，核心板底连接了一个RFID射频收发器，利用2.4GHz频段进行控制命令的转发工作。

进一步地，上述技术方案中，所述传感器包括DH11芯片，DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，传感器与一个高性能8位单片机相连接，包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，可以实现温湿度的采集。

进一步地，上述技术方案中，所述电源模块包括AMS1117稳压芯片，220V市值电压经过变压器转换为12V电压，再由AMS1117稳压芯片将12V电压转换为3.3V电压，为模块提供稳定的电流。

本实用新型所具有的有益效果：1)家用电器的综合监控：对系统内的相关家用电器的设置参数进行自动检测，可根据检测结果做出相应的反应，从而实现系统内家居电器的监控。2)室内环境的信息采集：定期采集室内的环境参数，主要监测湿度、温度、CO2含量，并将采集到的环境传递到控制系统进行进一步处理。3)自动报警与安全防盗：当检测到的环境参数超出设定的阈值，或通过人脸识别系统监测到陌生人未经允许入室，控制系统会做出相应的反应，并将警报信息发送到家庭成员的客户端上。4)视频采集的点对点处理：采用P2P网络，实现监控设备的视频采集、压缩与解压缩处理、快速传送。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型ZigBee通信网络模块的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1、图2所示，本实用新型提供一种基于ZigBee嵌入式智能家居管理系统，包括ZigBee通信网络模块、嵌入式网关、Web服务器和移动客户端，其中，所述ZigBee通信网络模块作为内网通信使用，用于家庭内部各种家电设备互联，所述ZigBee通信网络模块与负责网络连接和协议转换的所述嵌入式网关连接，所述ZigBee通信网络模块包括主控芯片、传感器、电源模块、继电器模块和射频模块，所述主控制芯片分别与所述传感器、所述电源模块、所述继电器模块、所述射频模块连接，所述嵌入式网关与用于交换远程信息与本地信息的所述Web服务器连接，所述Web服务器与所述移动客户端连接，所述Web服务器连接有用于存储家用电器状态数据、温湿度数据、用户动作数据的数据库SQLite连接。

所述继电器模块与家电设备控制模块连接，电器控制由继电器模块完成，继电器模块以51单片机作为控制芯片，串口RXD，TXD连接另一个RFID接收模块，51单片机工作内容为操控射频模块接收端接收射频模块发射端发射的指令，完成继电器模块的操控。继电器模块实现对家电设备的控制。

所述嵌入式网关采用S5PV210，S5PV210处理器主频可达1GHz，32位内部总线结构，可实现2000DMIPS(即每秒运算2亿条指令集)的高性能运算能力，对于缓存方面，S5PV210采用了32KB的数据/指令一级缓存，512KB的二级缓存，同时其内建MFC，具有强大的硬件编码功能，其存储控制器支持LPDDR1，LPDDR2和DDR2类型的RAM，可以用于文件系统的挂载，Flash支持Nandflash，Norflash，OneNand等，S5PV210还提供了丰富的外围接口，为拓展该处理器的功能提供了极大的方便。

所述主控制芯片为CC2530，核心板底连接了一个RFID射频收发器，利用2.4GHz频段进行控制命令的转发工作。

所述传感器包括DH11芯片，DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，传感器与一个高性能8位单片机相连接，包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，可以实现温湿度的采集。

所述电源模块包括AMS1117稳压芯片，220V市值电压经过变压器转换为12V电压，再由AMS1117稳压芯片将12V电压转换为3.3V电压，为模块提供稳定的电流。

嵌入式网关主要进行ZigBee协议与TCP/IP协议之间信息的传输，用户通过移动客户端在外网中远程登陆到Web服务器中，向家庭内部的局域网发送控制信息，依据TCP/IP协议进行传输，到达嵌入式网关后，嵌入式网关存储信息，并将信息包装成可由ZigBee协议进行传输的数据类型，向家庭内部网络发送信息；同时家庭内部网络也可以把处理后的反馈信息通过以上路径发送给嵌入式网关，嵌入式网关存储信息，并将其包装成可以在外网中传输的数据类型，最后通过TCP/IP协议反应到移动客户端中。即嵌入式网关在智能家居系统中起到了连接外网和内部网络，完成信息传输等核心功能。

采用SQLite来搭建系统数据库，包含3张数据表：1)家用电器状态数据表，定时存储系统内家电设备的状态，以便查询和反馈；2)温湿度数据表，定时存储各节点的温湿度数据供查询及绘制曲线；3)用户动作数据表，当用户发生动作时记录用户的操作时间、操作内容、操作节点，以供为优化系统提供数据依据。

本实用新型的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本实用新型基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形，均在本实用新型的保护范围内。