戶可以根據需求靈活地添加或刪除控制家居設備的終端節點，完成家居設備的統一化控制，每個網絡節點都有自動檢測功能，保證無線傳感器網絡信息的穩定傳輸。在用戶遠程不能上網的情況下，用戶也可以通過手機短信完成對智能家居設備的遠程控制，保證了用戶對智能家居系統的穩定實時控制。
[0021 ] 本實用新型以STM32微控制器為核心，在STM32中移植uIP協議棧構建嵌入式Web服務器，利用無線傳感器網絡構建家居內部網絡，結合GSM通信技術，設計了一套成本低、穩定性高、靈活性好、操作方便的智能家居控制系統。根據智能家居系統對無線傳感器網絡模塊低功耗、低成本的要求，選用了 CC2530F256控制芯片，并采用Basic-RF雙向通信協議方式進行網絡通信傳輸，構件了一種穩定、高效、滿足實際需求的樹狀無線傳感器網絡協議，保證了家居內信息的穩定傳輸。同時，本實用新型還增設了無線遙控器功能，使用戶可以通過無線遙控器、登入Web網頁、打開客戶端軟件或發送短信多種模式控制家電設備；能夠實現智能家居系統的本地與遠程穩定控制，具有使用簡單、靈活性好等優點與廣泛的應用前景。
[0022]CC2530F256是符合ZigBee標準的1.4GHz片上系統，集成了 8051內核，256KB系統可編程FLASH，8KB RAM，具有豐富的外圍設備，節點發射功率可達4.SdB。CC2530適合需要超低功耗的系統，不同運行模式間的短的轉換時間更加保證了它的低功耗消耗。
[0023]智能家居無線傳感器網絡終端節點的家電控制模塊利用T73-5V繼電器完成對電器的開關控制。當終端節點接收到電器開關控制命令時，CC2530控制相應1電平控制繼電器，由于CC2530的1 口電流驅動能力較弱，只能提供20mA電流，所以需要通過三極管擴流驅動繼電器完成對電器的開關控制。另外家電控制模塊留有串口端口，用于向家電設備傳遞其他命令參數。
[0024]智能家居系統主控模塊以STM32F103RET6作為主控芯片，由微控制器模塊、電源模塊、GSM短信模塊、以太網控制器模塊、存儲模塊以及無線傳感器網絡協調器模塊組成。其中GSM短信模塊采用S頂900a模塊，以太網控制器模塊采用ENC28J60以太網控制芯片并且在STM32中移植UlP 1.0協議棧建立嵌入式Web服務器。存儲模塊擁有SPI模式FLASH芯片W2SQ64以及SD卡存儲設備，用于存儲重要的控制命令和家居環境信息。另外智能家居系統主控模塊預留了 W1-Fi拓展接口和USB接口，可以滿足未來在家居內網中傳遞視頻、音頻等高帶寬信號的要求。另外，智能家居系統主控模塊不僅可以獨立作為智能家居的主控模塊、同時可以作為信息中轉節點，連接性能更好的主控模塊與無線傳感器網絡的協調器節點進行通信。
[0025]其中，SIM900A是一款完全采用SMT封裝形式的雙頻GSM/GPRS模塊，采用SMT封裝，和TC35i模塊相同，可利用AT指令對其進行控制。SIM900A短信模塊有如下優勢，首先，SIM900A模塊設計精巧，非常適合于對體積要求較高的便攜式緊湊型產品；其次，SIM900A豐旲塊的穩定尚，配合單片機串口即可完成數據?目息傳輸的基本功能；最后，SIM900A _旲塊屬于低功耗GSM模塊，最低功耗電流只有1mA。綜合上述因素，S頂900A模塊是智能家居短信控制模塊的理想選擇。
[0026]主控模塊的以太網控制模塊以ENC28J60以太網控制器芯片為核心。ENC28J60以太網控制器符合IEEE 802.3的全部規范，提供標準的SPI串行外設接口，是使擁有SPI外設的單片機接入以太網的理想以太網接口解決方案ENC28J60提供了網絡通信中的物理層和媒體介入控制層，采用了一系列包過濾機制以對傳入數據包進行限制。另外，EMC28J60還提供了一個內部DMA模塊，以實現快速數據吞吐和硬件支持的IP校驗和計算。EMC28J60與主控制器的通信通過兩個中斷引腳和SPI實現，數據傳輸速率高達lOMb/s。
【主權項】
1.一種基于無線傳感器網絡的智能家居系統，其特征在于:包括主控模塊、無線傳感器網絡通信模塊和遠程控制模塊，所述主控模塊包括微控制器模塊、電源模塊、GSM短信模塊、以太網控制器模塊、存儲模塊以及無線傳感器網絡協調器模塊，所述無線傳感器網絡通信模塊包括處理器單元、充電電源單元、無線通信單元和家電控制單元，所述遠程控制模塊包括移動手機和網絡訪問設備，移動手機或網絡訪問設備接收到用戶的操作指令信號，并將操作指令信號通過主控模塊的GSM短信模塊或以太網控制模塊傳送給微控制器模塊，微控制器模塊將接收到的信號進行處理后，通過無線傳感器網絡模塊的無線通信單元傳送給無線傳感器網絡模塊的處理器單元進行轉換處理，并將轉換處理后的信號傳送給家電控制單元，家電控制單元接受到處理器單元的轉換處理信號后可對家居內的家電設備進行開關控制。2.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的智能家居系統，其特征在于:所述主控模塊還控制連接有無線遙控器，所述無線遙控器主要包括觸摸屏模塊、無線收發模塊、語音控制模塊和遙控處理器模塊，所述觸摸屏模塊、語音控制模塊通過與其相適配電路將接受到的操作信號傳送至遙控處理器模塊進行處理，處理后的信號通過無線收發模塊傳送至主控模塊的微控制器進行處理。3.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的智能家居系統，其特征在于:所述主控模塊的微控制器采用型號為STM32F103RET6控制芯片，所述無線傳感器網絡通信模塊的處理單元采用型號為CC2530F256控制芯片，并采用Basic-RF雙向通信協議方式進行網絡通信傳輸。4.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的智能家居系統，其特征在于:所述主控模塊還設置有W1-Fi拓展接口和USB接口，用于滿足高帶寬信號的要求。5.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的智能家居系統，其特征在于:所述GSM短信模塊采用S頂900A電路模塊進行短信通信，以太網控制模塊采用ENC28J60以太網控制器芯片進行網絡通信。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于無線傳感器網絡的智能家居系統，涉及智能家居技術領域。包括主控模塊、無線傳感器網絡通信模塊和遠程控制模塊，所述主控模塊包括微控制器模塊、電源模塊、GSM短信模塊、以太網控制器模塊、存儲模塊以及無線傳感器網絡協調器模塊，所述無線傳感器網絡通信模塊包括處理器單元、充電電源單元、無線通信單元和家電控制單元，所述遠程控制模塊包括移動手機和網絡訪問設備。本實用新型成本低、使用簡單、靈活性好等優點，可方便用戶通過Web網頁、客戶端軟件、手機短信或系統遙控器多種方式完成對智能家居系統的本地和遠程控制。
【IPC分類】G05B15/02, G05B19/418
【公開號】CN205049873
【申請號】CN201520830528
【發明人】唐麗均
【申請人】重慶工程職業技術學院
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月26日