Wallpad整合家庭智能家居平台

 

      HIO Wallpad是在众筹平台Kickstarter上由Habey USA公司发起的项目,这个项目是要以一个嵌入墙的中控连接控制家或办公室中的所有设备。你可以理解为他们要把一个Pad做成家庭中控,而这个Pad是嵌在或挂在墙上的。它使用的芯片是最新一代的ARM飞思卡尔处理器。基于安卓平台的Wallpad可以普遍兼容家庭自动化应用程序。

      这款设备还在众筹中,它要做的是:

      低价的通用墙体安卓设备;

      只需一根以太网电缆(Ethernet cable)供电联网;

      支持Z-Wave,Zigbee等无线传输协议的模块化硬件平台;

      易于升级到不同I/O配置和屏幕尺寸的的标准壁挂式平台;

      为DIY爱好者和开发者提供一个开放式建筑应用平台。

      Wallpad的控制交互界面是一个3.5英寸的液晶触摸屏,将来会有更多社区应用运行在它上面,也会有各种尺寸的屏幕。

      Wallpad定位于一个开放应用平台,当然你也可以把它当作一套独立的家庭自动化系统来用。

[评测]北方华录智能总控SAVE-800系统

在影音集成融合智能家居的行业发展趋势下,集成商对于音视频共享、影音设备中控和在此基础上的全宅智能控制需求逐渐显现。对于不少传统影音经销商和新进入智能行业的朋友来说,如何选择一款功能全面、容易上手的智控系统?成为大家的共同关注所在。
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在此要为大家介绍的华录智能总控SAVE-800系统定位于为客户提供“最后十米”的影音解决方案,为家庭影音系统实现智能控制、多域共享、多屏互动和背景音乐等功能。

系统结构灵活,以影音需求为主导
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华录智能总控SAVE-800系统由智能总控主机为控制核心,智能总控主机集音视频矩阵和影音中控功能于一体,这也集中体现了以影音室为代表的智能化需求点。与此同时,智能总控主机中还设计有ZigBee控制的延伸,对接灯光、窗帘等控制需求。此外,系统配套的智能节点令其具备了扩充的前提。
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智能总控主机具备8路HDMI输入及切换,由于主机采取机柜安装的形式,在对信号源设备的控制方面采取了红外转发的方式。结合使用实际,在8路信号源控制以外,考虑到对电视的控制,共提供了9路红外控制及1路服务于投影机的RS232/485控制接口。
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对于可能存在的更多控制需求,系统还设计有智能节点用于系统的扩充。总控主机与智能节点间采用网线连接,两款不同型号的总控主机分别提供4路和8路的分区输出。而在控制方面提供了RS485、ZigBee以及enocean类型,在增加界面予以选择区分。搭配SAVE智能节点设计使得系统的搭建在布线方面十分灵活。
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万能遥控结合APP终端控制

完成设备连接后,接通电源进行系统调试,需要首先将主机与无线路由器进行关联,随后通过PC端进入系统调试界面。调试过程中,需要逐一对电视、投影等显示设备和蓝光机、机顶盒、高清播放器、卫星电视等设备进行逐一设置遥控码或RS232/485控制代码。
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系统对影音设备控制采取了红外控制的方式,输入的8路HDMI信号源均配备了红外转发头,使用前需要将其逐一贴在对于设备上。在评测调试中,尚未粘贴到位的红外头对设备的控制效果同样良好。红外对码方式需要使用设备自带的万能遥控器进行,通过配套线缆将多功能遥控器的mini usb口与主机的RS485/232复用RJ45口连接,配合浏览器中的调试界面对相应设备遥控器逐一对码学习。
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系统将受控设备分为影音设备配置和智能家居配置两部分,对于智能家居的控制主要针对灯光和窗帘展开,通过选择不同的控制方式进行,其中对于RS485总线的控制需要另赠系统配套的RS485控制器。在房间配置中,则主要针对节点新增设备。通过搜索寻找到在网的节点设备,并完成房间名、智能节点SAVD、显示设备这三者关联性的配置。

完成所有设备配址后,可以在调试操作界面进行检查测试。之后,可通过万能遥控器和华录智能总控APP进行设备控制和信号源的切换操作。

体验:影音资源整合及智能控制功能

通过华录智能总控系统,可以轻松实现在不同区域对音视频信号源的随意调用与控制。全面整合家中的影音娱乐资源,在对音视频的处理方面支持1080P高清,甚至于4K。

总控主机在发挥音视频矩阵与中控功能的同时,还具备了背景音乐主机的功能。配合各智能节点构成了全宅背景音乐系统。整体系统同时兼容大容量存储,通过NAS、华录光盘库和华录云为用户提供了丰富的影视资源。

数智评测室观点

作为一款以影音功能为主打的控制主机产品,华录智能总控兼容了智能家居领域对音视频共享、影音设备中控、灯光窗帘控制和背景音乐为代表的特色功能。总控主机+分控节点的系统组合可针对项目需求自由组合,对于灯光、窗帘等光环境需求的控制可根据需要灵活选择总线或无线方式。总体而言,系统在调试方面对集成商的技术门槛并不算高,系统调试上手较快,更为适合以影音需求为主导的相关项目应用。

[评测]格通GH1000智能网关

轻智能的火热发展催生了大量智能家居无线产品,许多厂商为了迎合这种发展趋势,纷纷研发无线控制类智能产品。而格通科技与传统的智能家居厂商不同,始终将产品研发重点放在无线控制领域。此次评测的格通GH1000智能网关就是应用ZigBee无线技术控制主机的代表,通过接入家居无线智能设备和安装配套终端软件,实现对家居无线智能产品的全面控制。接下来,数智评测室就带您一起走近格通GH1000智能网关,看它为用户带来怎样的应用体验

[技术篇]智能家居无线通信协议

      这几天有刚刚进入智能家居领域的客户反映,现在智能家居无线技术通信协议种类繁多,不知道哪种无线技术协议下的智能家居更有优势,更值得长期合作下去,客户反映的问题不无道理,现在各家公司都有各自的通信协议,都在跑马圈地各自为战,都想在智能家居市场启动的时候能分的一大杯羹。所以各家都说自己的无线通信协议更有优势,基本上都是王婆卖瓜。当下智能家居领域中有主要的五种:Zigbee,Z-wave,433,315,wifi,蓝牙。    

     在这其中蓝牙是最不适合做智能家居的,虽然它具有组网容易,功耗较低的优势,但蓝牙传输距离较进,无法自行组网,其次蓝牙堆栈(Stack)很容易崩溃等问题,决定着蓝牙只适用于近场通讯和做短距离的遥控器使用而非智能家居。

    WiFi作为当下非常普及的无线技术,无线信号传输距离也比较远,但我们认为它亦有它的问题。一个是WiFi的功耗,同样电压下WiFi工作电流较大,功耗较高。另一个则是路由器的载荷,如果有较多节点(比如门锁、灯、音箱…),连接过多时有可能会影响路由的稳定性。一般家用路由同时连接10个以上WiFi节点,用户可感觉到无线稳定性和速度下降。还有一个就是现在国内的民用无线频率都是2.4GHz,WIFI亦是如此,当局部环境中无线信号过多,无线信号会互相攻击,就如同在一条马路上来来去去跑着很多车,难免会相撞。所以WIFI同样并不适合做智能家居。

     433MHz技术使用433MHz无线频段,因此相比于Z-Wave,WiFi,Zigbee,433MHz的显著优势是无线信号的穿透性强、能够传播得更远。但其缺点也是很明显的,就是其数据传输速率只有9600bps,远远小于Z-Wave和Zigbee的数据速率,更别说WIFI了,因此433Mhz技术一般只适用于数据传输量较少的应用场合。从通讯可靠性的角度来讲,433Mhz技术和WiFi一样,只支持星型网络的拓扑结构,通过多基站的方式实现网络覆盖空间的扩展,因此其无线通讯的可靠性和稳定性也逊于Z-Wave与    Zigbee技术。另外,不同于Z-Wave,Zigbee和WiFi技术中所采用的加密功能,433兆系统,它的致命弱点是系统安全保密性差,很容易被攻击,被破译;通信技术落后,系统通信技术采用落后的窄带调幅技术,一般在5-25Khz; 它采用单频点工作,不能有效抵抗因遮挡而产生的多径效应,造成通信不可靠,系统不稳定;频道非常拥挤,环境干扰特别大,对讲机,车载通信设备,业余通信设 备等,都集中在这里,因而环境干扰非常大;频点飘移问题严重,不严密的试验发现不了,短期使用可能看不出,长期使用必然显现;另外功耗大,发射机和天线体 积庞大,大量使用会给人员健康带来影响,对大量正在使用的其他433兆通信产品的干扰会引起社会反响。  

      作为一种基于IEEE 802.15.4标准的无线传输技术,ZigBee可满足远程监视、控制和传感器网络应用等需求。它具有低速率、低功耗、低成本的特点,工作频率为 868MHz、915MHz或2.4GHz,其中2.4GHz是一个全球通用的ISM频率。随着技术的成熟和多家相关设备厂商的加盟,ZigBee在家庭 自动化领域的应用已经起步。ZigBee工作在20至250kbps的较低速率,分别提供250kbps(2.4GHz)、40kbps(915MHz)和 20kbps(868MHz)的原始数据吞吐率,可满足低速率传输数据的应用需求。以及智能家居系统稳定性方面具有优势,终端节点也可以达到2万多个,传输距离也相对较远非常于工业方面,但在同协议下不同厂家的产品通用型方面表现却不尽人意。这也许是基于ZigBee协议下的智能家居的最大问题。

      Z-Wave主要针对家庭和小型商用建筑的监控和控制,广泛适用于照明控制、安全和气候控制。其它应用包括烟雾探测器、门锁、安全传感器、家电和远程控制。Z-Wave还可以用于智能电表,为家用暖通空调监控和控制提供消耗数据。

      Z-Wave的主要工作频段有两个,一个是868.42MHz(欧洲),另一个则是908.42MHz(美国)。作为ZigBee的有力竞争者,该技术近 年来在家庭自动化领域发展迅速,商用化程度较高,目前已在该市场占据主要份额。Z-Wave技术的开发商Zensys于2005年推出了面向Z-Wave 通信的ZW0201芯片,到目前为止共有上百种基于Z-Wave技术的产品面市,主要用于照明控制、传感器、HVAC控制、家电控制、安防等领域。

      Z-Wave最大的缺点就是它的传输距离和可连接的终端数量。首先,理论上Z-Wave单个两个设备的传输距离是在80 到150米,但我们通过实际测试发现在一般的家庭环境中Z-Wave的实际有限距离只有30到50米,还有就是相对于Zigbee(Zigbee可连接2万多个节点)Z-Wave只能连接232个终端节点,这两种缺点看起来是Z-Wave的两大硬伤,但通过实际的施工经验我们发现,在传输距离上并不存在问题,一是在一般家庭中房屋的最大长宽并不会超过30米,二是Z-WAVE设备互为中继(互为中继指的是信号的互相转发,就比如有A,B,C三个人,A想和C说话,但A和C距离非常远,恰好A和C中间有个B,那么A发出的信号就会先发给B,再有B转发给C),一般相邻的两个终端设备距离并不会很远。

      在传输速率方面,Z-Wave的传输速率 与Zigbee 的传输速率相比Z-Wave的传输速率较低,只有40kbps。实际上监控和控制应 用等并不需要太高的传输速率,所以Z-Wave已足以应对家庭市场的需要。Z-Wave联盟由160家公司组成,专业设计和销售基于Z-Wave标准的无线家庭控制产品,在Z-Wave系统中扮演主要角色,在22个国家有超过575款可互操作的产品。Z-Wave是一种结构简单,成本低廉,性能可靠的无线通信技术,通过Z-Wave技术构建的无线网络,不仅可以通过本网络设备实现对家电的遥控,甚至可以通过Internet网络对Z-Wave网络中的设备进行控制。在2011年美国ces展,wintop都已经推出基于互联网远程控制的产品,如远程监控,远程照明控制等,且该技术已经成熟,主要是一个市场开拓及消费群体的培育还需要一段时间。随着Z-Wave联盟的不断进扩大,该技术的应用也将不仅仅局限于智能家居方面,在酒店控制系统,工业自动化,农业自动化等多个领域,都将发现Z-Wave无线网络的身影。

[分析]智能家居无线技术优缺点

    智能家居有线方案既有可靠性及性能等优点,也具有布线复杂,成本高,方便性差等难以克服的缺点。目前在欧美市场,无线技术逐渐占据了智能家居的主流。
  
    RF无线射频技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信技术。这种技术的优点是部分产品无需重新布线,利用点对点的射频技术,实现对家电和灯光的控制,安装设置都比较方便,主要应用于实现对某些特定电器或灯光的控制,成本适中。这类系统功能比较弱,控制方式比较单一,且易受周围无线设备环境特别是同频及阻碍物干扰和屏蔽,较适用于新装修户和已装修户。
  
    蓝牙技术最初由爱立信创制。1999年5月20日,索尼爱立信、IBM、英特尔、诺基亚及东芝等业界龙头创立蓝牙特别兴趣组,制订蓝牙技术标准。蓝牙是一种新式的无线传送协议,用于在不同的设备之间进行无线连接,例如连接计算机和外围设施。
  
    蓝牙根据网络的概念提供点对点或点对多点的无线链接。在任意一个有效通信范围内所有设备的地位都是平等的。首先提出通信要求的设备称为主设备(Master),被动进行通信的设备称为从设备(Slaver)。利用时分多址(TDMA),一个主设备最多可同时与7个从设备进行通信并和多个从设备(最多可超过200个)保持同步但不通信。一个主设备和一个以上的从设备构成的网络称为蓝牙的微微网络。
  
    若两个以上的微微网络之间存在着设备间的通信,则构成了蓝牙的分散网络(Scatternet)。基于TDMA原理和蓝牙设备的平等性任一蓝牙设备在网络中既可作主设备又可作从设备还可同时兼作主、从设备。所以它是典型的无中心网络具有自然灵活的组网方式蓝牙网络具有Adhoc的特性,各个设备可以方便地进入和离开网络,不需要额外的网络配置。只是为了完成适当的网络功能,要有一定的初始配置工作。
  
    蓝牙技术尽管是目前较为先进的无线网络技术,而且已经在很多设备进行互操作中逐渐普及,但对于许多消费电子设备而言,利用它来作为电缆的替代方案,在成本和功耗方面还很难令人满意。
  
    ZigBee是目前智能家居领域发展最快,应用范围最广的无线传输技术。它具有近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本等特征。其主要适用于自动控制和远程控制领域,可以满足对小型廉价设备的无线联网和控制功能。
  
    对于家庭网络通讯而言,传输的数据量小,在传输速率上不需要太高的要求。网络的容量要大,家庭中的各种电器设备多。信息的实时性好,时延短,成本低。ZigBee相对于现有的各种无线通信技术,Zigbee技术是功耗和成本最低的技术之一,很好地满足了智能家居的需求。
  
    Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌,由Wi-Fi联盟(Wi-FiAlliance)所持有,目的是改善基于IEEE802.11标准的无线网路产品之间的互通性。
    Wi-Fi的最大优点就是传输速度较高,可以达到54Mbps,另外它的有效距离也很长,其主要特性为:速度快、可靠性高,在开放性区域,通讯距离可达305米;在封闭性区域,通讯距离为76米到122米,方便与现有的有线以太网络整合,组网的成本更低,Wi-Fi技术突出的优势在于:一,无线电波的覆盖范围广,Wi-Fi的半径则可达100米,办公室自不用说,就是在整栋大楼中也可使用;二,传输速度非常快,可以达到11mbps,符合个人和社会信息化的需求。
  
    Wave:Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。工作频带为908.42MHz(美国)~868.42MHz(欧洲),采用FSK(BFSK/GFSK)调制方式,数据传输速率为9.6kbps,信号的有效覆盖范围在室内是30m,室外可超过100m,适合于窄带宽应用场合。随着通信距离的增大,设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加,相对于现有的各种无线通信技术,Z-Wave技术功耗和成本都有较大优势。
  
    Z-Wave是由丹麦公司Zensys所一手主导的无线组网规格,Z-wave联盟(Z-waveAlliance)虽然没有ZigBee联盟强大,但是Z-wave联盟的成员均是已经在智能家居领域有现行产品的厂商,目前该联盟已经具有160多家国际知名公司,范围基本覆盖全球各个国家和地区。尤其是国际大厂思科(Cisco)与英特尔(Intel)的加入,也强化Z-wave在家庭自动化领域的地位。就市场占有率来说,Z-Wave在欧美普及率比较高,知名厂商如(NWD)华顿,wintop,Leviton,control4等。
  
    总体来看,智能家居三大技术在很长一段时间内都有各自的生存空间。总线技术性能相当稳定,功能也较为强大,是现阶段占据优势的一种技术。但其缺点在于布线复杂,成本较高,维护不易,比较适合高端住宅、酒店、别墅等领域;电力载波技术目前性能还不太稳定,容易受外界干扰,不过随着PLCBUS不断进入中国市场,以及以东软载波为代表的OFDM不断成熟,它本身的高性价比很适合国内现阶段的消费水平,必将得到快速的发展;而无线技术的高限效性和便捷性不容置疑,但同时也存在穿透性差、稳定性不好等缺点,需要考虑房间本身的材料及空间结构。

对比智能家居无线通讯三大技术

    家居智能中的无线通讯三足纷争,不仅仅对消费者产生困扰,对物联网创业的屌丝们来讲也是首先必须面对的挑战。物联网不简单是互联网的延生,其中标准之争恐怕就不是互联网创业者能简单解决的,屌丝创业掌握发展大局,首先搞清核心问题才能事半功倍。本文将对ZigBee、Z-Wave、WiFi做对比,期望对起步小微团队有所裨益。

ZigBee vs Z-Wave vs WiFi

    这三个通信标准是当前家庭自动化领域的主要标准,但是三者之间是完全不同的方式,并不能互通,不同的应用方案可能采用不同的通信标准:

    Wi-Fi 主要针对互联网应用,目前在电脑和手机、Pad上得到广告应用;ZigBee主要针对家庭传感器应用,在家庭自动化中的很多监控产品上得到采纳; Z-Wave 主要面对新一代家庭自动化产品和家庭安全领域。

    无论是购买还是创业开发都必须搞清楚每个标准的来源和目标应用市场,了解彼此之间的差别和关系就是当前非常重要的步骤。

WiFi

    所有最著名的标准起步之初,WiFi就伴随无线电话和20世纪80年代的无线通信试验而兴起。随着Internet的发展,Ethernet(以太网)标准开始出现和发展,并鼓励越来越多的开发者开始尝试采用类似的原理实现无线通信。类似Apple这样的大品牌企业的普遍采纳,WiFi标准开始在无线短距通信应用中得到广泛的应用。

    当然WiFi也经历多次标准扩展和迭代,802.11 b\G\N就是历经变化的主要版本,也是目前市面的主要WiFi协议内容

    Wi-Fi的独特之处在于它能妥善的处理2.4Ghz、5Ghz频段的通信要求,在平均100-300英尺的距离范围内,基于集线器的网络建设,WiFi是所有无线互联网网络和无线宽带接入点的理想解决方案,当然在超出这个范围的网络连接应用需求出现后,就开始酝酿产生了其他新的通信标准。

ZigBee

    ZigBee是一种更为简单的无线标准,在上世纪90年代首先开发并在2000年初完成。当WiFi在台式电脑等产品中得到广泛应用的同时,ZigBee开始在某些新起的类似家庭设备通信的小市场方面得到应用。由于ZigBee协议先天的低功耗和更少内存要求的特点,ZigBee在那些不太适合WiFi的通信领域得到机会,如家庭传感器和远程控制中的应用。

    从技术层面上,ZigBee采用的802.15.4无线标准是基于非常简单的主从式网络节点的通信方向的(通常是星形或网格网结构)。在北美市场,它使用900-928Mhz频率范围,在美国通常就是915兆赫。其2.4GHz版本与Wi-Fi和Bluetooth存在频点冲突,在实际应用中可能遇到通信,当然发展至今类似的问题已经能够妥善的规避和解决。

    在ZigBee与Z-Wave、WiFi对比讨论后,ZigBee协议具备两个优点使得它能广泛流行于监控市场。首先,它已长期被广泛的家庭自控产品生产商采纳,并且相关系统方案也在市场上举得了相对领先的市场份额。其次,ZigBee的低功耗特点也在逐步兴起的类似智能电力抄表、医疗健康、远程控制、工业设备监控和家庭自动化领域得到应用。

Z-Wave

    WiFi和ZigBee通信协议相比,Z-Wave诞生在2000年后期,可谓是新生儿。感谢几个新的技术公司的贡献,Z-Wave得以产生和演进,并且被国际电信联盟采纳为新的 G.9959规范。
    乍一看,ZigBee和Z-Wave出现非常相似。它在美国使用了一个近908.42 MHz的频段,并且主要是针对监控和自动化功能应用。然而这两者之间存在几个关键的不同。Z-Wave已经开发出ZM3102,ZM4101,和ZM4102模块,它可以被授权合作伙伴嵌入到自己的终端产品中,快速完成产品设计和上市。需要注意的是Z-Wavez在全面的互操作性(相同的协议适用于每一个应用)方面具备优势,允许任何类型的产品与任何其他类型具备Z-Wave频点使用权的产品实现互通。

    Z-Wave主要侧重于家庭安防领域和短距类似家庭照明、家庭娱乐等家庭自动化服务应用。

智能家居四大无线技术应用对比

  智能家居进入物联网时代,当有线的智能家居由于布线繁琐、不易推广、成本过高被市场淘汰,无线传输技术因其无需布线,安装简易成为新一代智能家居的最佳选择。但同时,业界对于不同无线传输技术孰优孰劣,哪种技术应该成为智能家居无线标准又众说纷纭,无法形成一致意见。当前智能家居主流的无线通信技术包括(无线传输技术有很多,本文只讨论目前比较流行的):

  1、WIFI,WIFI是目前应用最广泛的无线通信技术,传输距离在100-300M,速率可达300Mbps,功耗10-50mA。

  2、Zigbee,传输距离50-300M,速率250kbps,功耗5mA,最大特点是可自组网,网络节点数最大可达65000个。

  3、电力载波,传输距离可达500M,速率可达500Mbps,最大优点是可基于电力线传输,无需布线。

  4、蓝牙,传输距离2-30M,速率1Mbps,功耗介于zigbee和WIFI之间。

  那么这四种无线技术,那一种最适合智能家居,那一种最有可能成为智能家居无线标准呢?这四种无线技术,从传输距离来说,是电力载波>WIFI>ZigBee>蓝牙;从功耗来说,是电力载波>WIFI>蓝牙>ZigBee,后两者仅靠电池供电即可;从传输速率来讲,是电力载波>WIFI>ZigBee>蓝牙。

  目前来说,WIFI的优势是应用广泛,已经普及到千家万户。ZigBee的优势是低功耗和自组网;电力载波的优势是传输速率;蓝牙的优势组网简单。然而,这四种技术,也都有各自的不足,没有一种技术能完全满足智能家居的全部要求。

  一种技术要成为行业标准,最关键的是拥有绝大多数的使用者和应用场景。行业标准的最终还是由用户来决定的。要拥有绝大多数的使用者和应用场景,需要无所不在的应用,流畅的用户体验,完善的安全体系。

  作为智能家居企业,应当抛开技术孰优孰劣的成见,根据具体情况考虑适合的技术。企业应把重心放在如何给用户提供更好的应用,更流畅的用户体验,更可靠的安全保障。当智能家居逐渐普及到千家万户时,智能家居的无线技术标准自然会浮出水面。

浅析智能家居GPRS和ZigBee技术

    基于GPRS和ZigBee技术的智能家居解决方案采用以单户家庭为单元的通信控制模式,在每一个家庭中都安装一个主控中心(负责用户控制信号及家电反馈信息的接收和转发),及若干个与家电设备相连的分控终端(控制该家庭的所有电器)。主控和分控装置由家庭总线相连,家庭总线采用ZigBee无线通信方式。此装置便于家庭独自管理,安全性、可靠性高。

    无线数传模块MC35i

    GPRS通信模块采用西门子公司的无线数据传输模块MC35i,支持数据、短信、语音和传真业务。MC35i是新一代GSM/GPRS双模模块,完全兼容上一代的MC35、TC35i;采用紧凑型设计,为用户提供了简单、内嵌式的无线GPRS连接。MC35i的GPRS永久在线功能提供了最快的数据传输速率。

    IP_Linkl270模块

    ZigBee无线网络通信模块采用赫利讯的IP_Link1270模块。ZigBee(IEEE802.15.4)技术是最近发展起来的一种近距离、低功耗、低数据率、低成本的双向短距离无线通信技术,被业界认为是最有可能应用在工控场合的无线方式。Helicomm公司推出的IP_Linkl270是ZigBee的开发工具和产品,包含符合802.15.4标准的2.4 GHz射频组件、低功耗的8位微控制器、ZigBee网络软件和全波长天线,每次接力通信都能在75 m范围内提供250kbps的速率;支持最新的RS232 mesh透明串行模式,能在网状或多次跳接(multihop/无线网络内支持串行数据路由,速率最高可达38.4 kbps。IP_Linkl270是完全符合IEEE802.1 5.4标准与ZigBee规范的2.4 GHz无线收发模块,射频部分使用Freescale的MCl3191/13192/13193芯片,MCU使用的是Freescale公司的MC9S08GT60芯片。

    系统结构和工作原理

    系统通过GSM手机发送短信命令来读取三表的数据,并对室内电灯进行控制。分控中心可以检测外中断,当有外中断产生时,分控中心的蜂鸣器发出响声,这时分控中心会主动向用户发送短信来提示用户室内有异常。

    系统由主控中心与分控终端两部分组成,主控中心主要由GPRS模块通过USB与PC机连接,ZigBee模块IP_Linkl270通过串口与PC机连接。GPRS通信模块采用西门子公司的MC35i,负责收发短信的命令;ZigBee无线通信模块采用赫立讯公司的TP_Link1270,负责控制分控中心的设备,来读取三表的数值与控制室内灯的开关。

    分控终端主要由赫立讯公司的IP_Linkl270、新茂公司的SM5964A单片机、天马的128×64点阵的LCD液晶显示模块组成。LCD用于数字的电表、水表、气表值的显示;单片机上的键盘可以改变三表的值,通过单片机上的串口来控制IP_Linkl270数据的收发,把三表值和室内灯的开关状态返回到主控中心。

    系统的主要控制流程如下:

    由用户手机发命令给MC35i模块,MC35i收到命令后,解释该命令。解释完命令后发给主控中心的IP_Linkl270,由该模块把命令发给相应的分控终端设备,分控终端设备收到命令后作出相应的动作。

    分控终端收到命令后,一是作出相应的动作后向上层作出应答,二是把上层需要的数据通过IP_Linkl270传给主控中心。主控中心把收到的分控终端信息,通过MC35i以短信形式发送到用户手机上。

    该系统主要实现的功能
    通过GPRS模块收发短信,控制室内的三表和电灯开关。如果有盗窃,则可以报警并以短信的形式报告给房主。通过发送wat、gas、ele(水,气,电)3条短信给主控中心,主控中心把这3个命令通过主控制中心的IP_Link1270发送给分控中心的IP_Linkl270。分控中心收到该命令后,把当前的三表的值,通过分控中心的IP_Linkl270发送给主控中心,主控中心把收到的三表的值打包并通过短信的形式发给主机。通过发送L11、L2l、L31打开室内不同的三盏灯。通过发送L10、L20、L30关闭室内不同的三盏灯。通过发送L1?、L2?、L3?来查询这三盏灯的开关状态。当有人入室盗窃时,报警器就会报警,通过单片机的外中断,把报警信息主动发送给房主。

    硬件设计原理

    MC35i有40个引脚,其中RXD、TXD必须与ZigBee的RX、TX平行相连进行数据的收发,CCIN(24)、CCRST(25)、CCIO(26)、CCCLK(27)、CCVCC(28)引脚分别与SIM卡的8、2、7、3和1相连.分别表示SIM卡是否置入、SIM卡复位、SIM卡数据、SIM卡时钟、SIM卡电源。

    分控中心SM5964A的第1l、lO脚TXD、RXD与ZigBee的第5、4脚TX、RX连接进行数据通信,第P10、P11、P12、P13、P14、P15、P16、P17引脚与键盘连接,通过程序控制键盘的操作。