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基于Zigbee的智能家居抑制系统研讨

发布时间:2018-11-21 01:06:05 文章来源:未来智讯    
    基于Zigbee的智能家居抑制系统研讨作者:未知   摘要:本文主要研讨并设计了一种基于无线传感网络的智能家居抑制系统,利用Zigbee技能构建一个智能化的现代家居环境,通过设计的一套功能完善的Zigbee网络拓扑结构和高效的设备节点抑制电路将家居环境中诸多电器和传感设备进行统一地管理。系统中融入了语音抑制技能,对于人们的日常家居生活尤其是残障人士提供了极大的便利。
  关键字:Zigbee;智能家居;语音抑制
  引言
  随着现代科技的不时发展及人们生活水平的不时提高,人们对室内居住环境的舒适及方便也有了越来越高的要求,智能家居系统将各类家居设备信息化,利用现代技能强大的信息处理能力实现了对家居设备的智能化抑制,同时联合了人体工程学原理,为用户提供了一个舒适方便平安的日常家居生活环境。本文在现有的智能家居系统基础之上增加了语音抑制系统,用户能够直接通过语音抑制灯光、空调、电视、门窗等各类家居设备,极大的方便了日常生活,使现代家居系统更显智能化。
  1系统概括
  2硬件设计
  如图1系统框图所示本文的设计主要由两局部组成:嵌入式系统(包括语音识别系统)和Zigbee无线传感网络系统。嵌入式系统用于对语音信号进行识别、处理同时对由Zigbee无线传感网络中协调器经过串口通讯送来的各家居设备节点信息进行综合分析,并根据用户语音信号的处理结果向Zigbee无线传感网络发送下令。Zigbee无线传感网络系统作为整个智能家居系统的主要通讯方式用于将各家居设备节点以及室内各传感器所采集的信息通过无线传输的方式传送至协调器,再由协调器经过串口通讯送至嵌入式主控系统,同时将主控系统反馈回来的下令送至各终端。
  本文嵌入式系统选取S3C2410嵌入式微处理器为主控芯片,S3C2410是三星公司基于ARM公司的ARM920T处理器核,其核心板惟有一个普通名片的2/3那么大。嵌入式系统不但有强大的运算处理能力同时具有体积小功耗低、接口扩展方便的特点已经在许多行业有着重要的应用,技能相对来说也对照成熟。
  Zigbee又被称为紫峰技能,是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。一般这个协议规定的通讯技能是一种传输距
  离较短且功耗较低的无线通讯技能。其主要特点是低复杂度、低功耗、近距离、低成本、自组织、低数据传输速率。主要符合应用于各类自动抑制和远程抑制系统,能够嵌入到各种设备中。简而言之,ZigBee技能便是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通信技能。
  本文选取的Zigbee技能为CC2530片上系统解决方案,CC2530是由德州仪器开发的一种典型的Zigbee技能解决方案,众所周知,Zigbee无线网络传输技能需要一系列的网络节点作为支撑,本文选取的CC2530可以建立起一个强大的网络节点,然而所需要的成本相对于其他解决方案来说有很大优势,同时CC2530具有一些不同的运行模式,切换不同的运行模式能够有效地降低系统功耗,对整个系统事务的稳定性有着重要意义。
  在对各家居设备的抑制中,利用CC2530芯片实现与无线网络的通讯功能。本文硬件电路设计中利用继电器作为家用电器的事务状态转换的执行器件,将继电器的触点与被抑制的家用电器的电源回路串联在一同,通过CC2530芯片的I/O口抑制继电器继而抑制高压电气电路,完成对各家居设备的抑制。家居设备抑制节点原理图如图2所示。
  3软件设计
  本文软件设计主要包括两个局部其一为嵌入式主控系统局部软件设计,主要功能为识别处理用户发出的语音指令,再通过串口通讯方式将指令信息发送至协调器,同时接受并处理由协调器反馈回来的各家居设备的信息。其二是Zigbee无线传感网络软件设计,主要功能是传感器及个家居设备节点数据采集、发送,节点定位及节点自动投入网络并接受来自主控芯片的指令。
  嵌入式主控系统局部软件流程如图3所示。程序起初之后最初初始化,检测是否有用户语音指令输入,一旦检测到语音指令则调用语音处理系统进行识别处理,再将处理之后的指令经过Zigbee无线传感网络发送至家居设备节点,同时检测无线网络反馈回来的各家居设备运行情况,一旦出现异常主控系统立即发出指令将异常设备断电并发出警报通知户主准时处理。语音识别系统选取微软推出的Speech SDK开发工具。Speech SDK是微软公司在其应用程序开发接口-The Microsoft Speech API基础上开发出的一种语音识别系统开发工具,打入中文补丁之后能有效的识别中文。
  Zigbee无线传感网络局部软件流程图如图4所示程序起初之后最初初始化开启定时器停止,停止触发之后各家居设备节点及各室内传感器节点将采集到的数据经A/D转换之后打包并通过Zigbee网络发送至协调器,协调器经串口通讯将数据送至嵌入式主控系统,同时Zigbee模块扫描是否接受到主控芯片的下令,一旦检测到就执行相应的下令,如果没有检测到主控芯片的下令则继续循环检测是否触发定时器停止进行下一轮的数据采集。
  4归纳
  本文设计的基于Zigbee的智能家居语音抑制系统选取ARM技能与Zigbee技能相联合,利用Zigbee网络低复杂度、低功耗、近距离、低成本、自组织、的特点将各家居设备的信息经过无线通讯的方式传送至嵌入式主控系统,利用ARM强大的数据运算处理能力对整个系统进行调节抑制。本文特别增加了语音抑制功能,为人们日常家居生活带来了极大的方便。
  5参考文献
  [1] 肖海涛. 基于ZigBee技能的智能家居系统设计[D],中国优秀硕士学位论文全文数据库,2008.
  [2] 牛勇. 浅谈建筑智能化与智能家居[J],建材技能与应用,2007,9:43~44.
  [3]赵虹钧. 基于ZigBee技能的智能家居系统的设计[D],中国优秀硕士学位论文全文数据库,2007.
  [4] 吴清收,梁辉,史珍.基于Zigbee的井下人员定位系统的研讨 [J].煤矿机械 2012.2.
  [5] 李慧宗,葛斌,王向前.Zigbee技能在矿井平安监控系统中的应用 [J].煤矿机械 2011.5.
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