利用433MHz射频通信技术实现智能家居系统

陈先生528

0引言
放了这- -标准,吸引了更多的厂商和研究机构对ZigBee的研
究,使得ZigBee在智能家居中成为通行的国际标准。然而
随着计算机通信、自动控制和微电子技术发展,无线传感
2 M) Q6 r4 s; o2.4CHz的传输能力有限,在家庭中需要增加中继来拓展网
& D- T8 U" E8 |7 _2 o5 m网络'1]成为当前研究热点,其主要应用领域涉及工业控制、
1 Z4 s9 |/ V% }. K络;另外,2. 4 CHz频段上正变得日益拥挤:蓝牙、Wi等技术
( g- {& {- @( Z6 e4 O. Y; }环境监测和智能家居等。其中智能家居应用尤为瞩目”，旨
. j' a& u9 w% ~. ^4 V: i! K; D都工作在该频段,这使得在使用时需要注意带寬分配问题。
在建文由家庭安全防护系统、网络服务系统和家庭自动化系
& s  S6 c" V+ U/ p本文在设计时采用了433 MHz这一低频段来实现无线数
9 F5 j7 u2 D2 F' D* y: J统组成的家庭综合服务和管理集成系统,实现全面安全防护、
据传输,考虑到433 MHz窒内传输能力较强，且选用的
便利通信网络以及舒适的居住环境[。目前在智能家居领
CC1101芯片(4)在此频段上具备较多的频点,能够解决家庭
域开发应用中,2. 4 CHz的Zige41和900 MHz频段的乙
( ?  f; t: u) k0 o: F" @0 o# Q5 ~间信道干扰问题;同时搭配常用的51单片机组成智能节点，
Wael5]两大技术应用最为广泛。
降低了节点的成本,也降低了开发难度。本文主要阐述了系
Z-Wave是--种基于射频的低成本、低功耗、高可靠性的
4 S# I/ z! ^" o3 s统中的硬件模块实现、家庭内部网络中的通信协议及通信数
短距离无线通信技术问。数据传输速率达9.6 Kbps,信号有
) M. i5 _( a# R1 T0 N据包设计,最后设计了简单的网页,通过访问数据库来测试系
效覆盖范围室内为30 m,室外可超过100 m;单一家庭网络最
0 G+ t8 B; ~" o. J, K0 @; [* I统的可行性及稳定性。
多可支持232个节点,足以满足-般家庭需求[7-9]。目前美
1系统设计
国市场上已有成品的Z-Wave家居产品销售,包括各种家电控
8 ]- E# X! @+ v) }1 F2 v: T制设备,如Zensys公司推出的远程遥控器、插座等。然而z-
3 ~* D' P# E2 x( E  S1.1系统架构
Wave联盟并没有开放其标准,束缚了系统的开发和扩展。
" n* o3 V5 L) y2 C6 m. d# E整个智能家居系统设计涉及到从上层服务器平台到底层
" G; i1 I- A1 U4 |5 N9 W/ m; ^基于IEEE 802.15.4协议(0)的ZigBee技术是一种短距
终端节点,采用自顶向下的设计方法。系统软件基于B/S结
+ M8 U+ g, Z5 n" e" c& C离的通信标准,有着近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数
构,服务器平台通过以太网与家庭控制系统通信,用户可以通
7 k7 Z2 k% q, @( I" |3 r据速率和低成本的特点"。由ZigBee协议标准[#2 -0]可知:
过Web浏览器完成对家庭设备的各种操作;家庭内部则采用
-一个ZigBee 网络可容纳65536台设备,有着250 Kbps的高带
433 MHz频段的无线通信,完成对家电的控制及环境信息的
$ P3 j" F& F+ s  N1 H- G宽,且节点间通信具备较高的可靠性;再加上ZigBee联盟开
! J0 w: d' X* u7 |3 ~  b; H采集。整个智能家居体系框架如图1所示。

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IC老和尚

放了这- -标准,吸引了更多的厂商和研究机构对ZigBee的研 究,使得ZigBee在智能家居中成为通行的国际标准。

clp783

放了这- -标准,吸引了更多的厂商和研究机构对ZigBee的研 究,使得ZigBee在智能家居

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