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智能家居远程控制系统的硬件设计

2012-10-02 01:30
Timeless落尘
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  智能家居技术在近几年得到了较快的发展,但现有的设计大多采用有线组网的方式,布线繁复且不美观,采用315MHz无线方式组网可减少布线,但315MHz通信方式带宽窄且容易受干扰。2.4GHz通信速率高且可通过跳频方式减少相互之间的干扰,在2.4GHz应用芯片已经大量生产的今天,采用2.4GHz的通信方式己成为家电类产品无线通信的趋势。

  据统计,目前国内手机的使用己经极其普遍,用户已经超过7亿。用短信方式给用户发送信息要比通过计算机网络发送实时性史高。

  nRF24L01是NORDIC公司设计的一款新型单片2.4GHz射频收发器件,TC35是SIEMENS公司的一款AT指令操作的GSM模块,操作简单。本文介绍一种基于nRF24L01和TC35的智能家居监控系统,它通过nRF24L01以无线方式组网,工作稳定且无繁复的布线,能将紧急情况通过短信方式告知用户。

  1 系统结构

  本系统由一个主控机和多个从机组成,集成的功能包括定时自动开关电器、下雨自动关窗、红外入侵检测报替、可燃气泄漏检测报警并自动开窗、通过短信可远程控制家里电器以及异常情况发送短信告知用户等。

  系统结构框图如图1所示。主控机和多个从机通过2.4GHz无线模块构成星型结构的无线微网络。主控机作为微网络的中央节点,各监测模块或控制执行模块作为从机节点通过微网络与主控机相连。主控机接收处理各从机发来的数据并通过无线微网络控制各从机。此外主控机还通过液品屏提供用户操作界面和通过TC35模块提供用户短信控制接口。这种结构以主控机为中心,结构简单,管理和控制方便,网络延迟时间短,数据传输误差低,可靠性高。

智能家居远程控制系统的硬件设计

  2 系统设计

  2.1 2.4GHz无线微网络的组建

  2.1.1 器件选择

  通常的智能家居系统中使用的控制网络的组网方案分有线传输和无线传输两种方式。有线传输方式依靠电缆连接,优点是连接稳定,信息交换速率和效率高,但是需要布置专用线缆,布线麻烦,安装维护成本高,增减设备需重新布线,可移动性差且影响美观。在无线传输的方式中,包含315MHz免执照频段、蓝牙技术和ZigBee技术。315MHz免执照频段通信易受干扰,蓝牙技术和ZigBee技术成本高,且协议开销大。综合考虑以上因素,本设计采用NORDIC公司的2.4GHz射频收发器件nRF24L01来提供数据交互以组建无线微网络。

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