一種基于ZigBee的家居監(jiān)控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于ZigBee的家居監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅猛發(fā)展，給基于ZigBee的家居監(jiān)控裝置帶來了新的思路。ZigBee是一種無線通信技術(shù)，可工作在2. 4GHz、868MHz和98 MHz3個頻段上，分別具有最高240kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的傳輸速率，ZigBee具有低功耗、網(wǎng)絡(luò)容量大、成本低、安全可靠等特點。
[0003]家庭失火也是現(xiàn)實生活中經(jīng)常出現(xiàn)的家庭災(zāi)害，隨著人們生活水平和質(zhì)量的提高，對家居的安全性和便捷性要求也隨之提高，比如自動調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度。因此基于ZigBee的家居監(jiān)控裝置應(yīng)用前景廣闊、潛在市場需求巨大且發(fā)展迅猛而受到廠商的廣泛關(guān)注。
[0004]傳感器作為信息獲取的重要手段，與通信技術(shù)和計算機技術(shù)共同構(gòu)成信息技術(shù)的三大支柱，是現(xiàn)代信息系統(tǒng)和各種裝備不可缺少的信息采集手段。將傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)進行融合，能夠?qū)Σ渴鹪诒O(jiān)控區(qū)域內(nèi)的信息進行實時采集、傳輸和處理進行統(tǒng)一處理。
[0005]目前常用的環(huán)境監(jiān)測方法往往使用人工采樣的方式，這種監(jiān)控方法無法進行長期的遠程實時監(jiān)控，且由于依靠人力，使得勞動強度大，不適合家庭監(jiān)控系統(tǒng)的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，本實用新型提供一種可擴展性強、低功耗、網(wǎng)絡(luò)容量大、方便操作的基于ZigBee的家居監(jiān)控裝置。
[0007]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于ZigBee的家居監(jiān)控裝置，包括信息處理模塊、協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊以及通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)與協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊連接的終端節(jié)點模塊，所述的信息處理模塊包括監(jiān)控主機、與監(jiān)控主機連接的路由器和與路由器連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，所述的監(jiān)控主機通過RS-232串口通信接口與協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊連接，所述的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通過WIFI模塊或3G/4G/5G模塊連接有個人終端，所述的協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊由一塊CC2530芯片以及與CC2530芯片連接的射頻天線模塊、界面操作模塊、IXD顯示模塊、RS-232通信模塊和電源模塊組成，所述的終端節(jié)點模塊由一塊CC2530芯片以及與CC2530芯片連接的射頻天線模塊、家居監(jiān)測器、LED顯示模塊、電源模塊和繼電器組成。
[0008]所述的一種基于ZigBee的家居監(jiān)控裝置，其家居監(jiān)測器包括照度傳感器、紅外線傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和煙霧傳感器。
[0009]所述的一種基于ZigBee的家居監(jiān)控裝置，其個人終端為智能手機或平板電腦。
[0010]本實用新型的有益效果是：由于采用ZigBee無線通信技術(shù)，具有低功耗、網(wǎng)絡(luò)容量大、成本低、安全可靠等特點；協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊和終端節(jié)點模塊采用CC2530芯片，具有低功耗、低成本、低速率、時延短、高容量、高安全等特點。
【附圖說明】
[0011]圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實用新型協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為本實用新型終端節(jié)點模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]各附圖標記為：1 一協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊，12—界面操作模塊，13 — IXD顯示模塊，14一RS-232通信模塊，2—終端節(jié)點模塊，22—家居監(jiān)測器，23 — LED顯示模塊，24—繼電器，3—監(jiān)控主機，4一路由器，5—網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，6—個人終端，7—射頻天線模塊，8—電源模塊。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0016]參照圖1、圖2和圖3所示，本實用新型公開了一種基于ZigBee的家居監(jiān)控裝置，包括信息處理模塊、協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊I以及通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)與協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊I連接的終端節(jié)點模塊2，所述的信息處理模塊包括監(jiān)控主機3、與監(jiān)控主機3連接的路由器4和與路由器4連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器5，監(jiān)控主機3可使用PC，所述的監(jiān)控主機3通過RS-232串口通信接口與協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊I連接，協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊I主要是通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)的建立，實現(xiàn)指令的發(fā)送和數(shù)據(jù)的接收、轉(zhuǎn)發(fā)，通過監(jiān)控主機3與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器5進行通信，監(jiān)控主機3與路由器4組成家庭智能網(wǎng)關(guān)，監(jiān)控主機3在數(shù)據(jù)下行側(cè)與協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊I通過RS-232串口通信接口相連，路由器4在數(shù)據(jù)上行側(cè)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器5相連實現(xiàn)無線傳感網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)間的網(wǎng)關(guān)功能，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器5端主要用于存放家居環(huán)境數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)通過Web站點發(fā)布出去，同時如果用戶要控制某個家居設(shè)備，則通過該服務(wù)器寫入數(shù)據(jù)，由網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)給被控設(shè)備，這樣遠程用戶就可以通過各類遠程終端訪問該Web站點，從而實現(xiàn)對家居的監(jiān)控，在ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的建立過程中，需要先由協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊I初始化網(wǎng)絡(luò)并建立自己的網(wǎng)絡(luò)，同時給網(wǎng)絡(luò)指定不同的個域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)標志符（Personal Area Network ID，PANID)，不同的ZigBee網(wǎng)絡(luò)通過不同的PANID來識別彼此間的區(qū)別，避免干擾，當(dāng)終端節(jié)點設(shè)備啟動之后，在發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)后會自動加入網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)家居設(shè)備的自組網(wǎng)過程，所述的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器5通過WIFI模塊或3G/4G/5G模塊連接有個人終端6，所述的個人終端6為智能手機或平板電腦，所述的協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊I由一塊CC2530芯片以及與CC2530芯片連接的射頻天線模塊7、界面操作模塊12、IXD顯示模塊13、RS-232通信模塊14和電源模塊8組成，界面操作模塊12和LCD顯示模塊13是為了方便人機交互和實時顯示，所述的終端節(jié)點模塊2由一塊CC2530芯片以及與CC2530芯片連接的射頻天線模塊7、家居監(jiān)測器22、LED顯示模塊23、電源模塊8和繼電器24組成，其中家居監(jiān)測器22包括照度傳感器、紅外線傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和煙霧傳感器，協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊I實時將無線傳感網(wǎng)內(nèi)節(jié)點的感知數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)控主機3，同時接收并轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)控主機3發(fā)送的控制數(shù)據(jù)。
[0017]本裝置要實現(xiàn)功能需要有各類硬件支持，而無線傳感網(wǎng)硬件主要關(guān)注的是各類傳感器的選擇與無線傳輸設(shè)備的設(shè)計。在硬件設(shè)計中，考慮到低功耗要求，這里選擇芯片CC2530。CC2530是TI公司以C51為內(nèi)核的ZigBee芯片，它支持國際802. 8. 4標準以及ZigBee, ZigBee PRO和ZigBeeRF4CE標準，它能夠以非常低的材料成本建立強大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。具有低功耗、低成本、低速率、時延短、高容量、高安全等特點，其傳輸距離在10—100 m，在增加RF發(fā)射功率后，傳輸距離可達I一3 km。
[0018]所述的RS-232通信模塊14采用MAX3232芯片，該芯片采用專有低壓差發(fā)送器輸出級，利用雙電荷栗在3V至5. 5V電源供電時能夠?qū)崿F(xiàn)真正的RS-323性能，器件僅需四個
O.IuF的外部小尺寸電荷栗電容，MAX3232確保在120kbps數(shù)據(jù)速率，同時保持RS-232輸出電平。
[0019]所述的IXD顯示模塊13用于顯示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的工作狀體，采用液晶IXD12864，為128X 64點陣液晶，同時利用帶字庫的控制芯片st7920，數(shù)據(jù)傳輸模式采用SPI總線傳輸。
[0020]所述的界面操作模塊12按鍵電路采用3 X 4的矩陣鍵盤，用于輸入O到9、刪除和發(fā)送，該模塊采用A/D讀取模式。
[0021 ] 所述的繼電器24利用CC2530輸出的電信號通過驅(qū)動電路控制繼電器中的電磁線圈的閉和開，從而控制家居設(shè)備電源電路的閉合與開路。
[0022]所述的LED顯示模塊23由發(fā)光二極管和分壓電阻組成，用于顯示組網(wǎng)狀態(tài)。
[0023]在模塊設(shè)計中，要求整個模塊的輸入電壓為24V直流穩(wěn)壓電源，為了得到可靠的穩(wěn)定電壓，所述的電源模塊8選用三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成DC-DC變換器LM317，它的輸入電壓范圍是1.2V至37V，負載電流最大為I. 5A，使用簡單，僅需兩個外接電阻來設(shè)置輸出電壓；此外它的線性調(diào)整率和負載調(diào)整率也比標準的固定穩(wěn)壓器好；LM317內(nèi)置有過載保護、安全區(qū)保護等多種保護電路。
[0024]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，以及部分運用的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于ZigBee的家居監(jiān)控裝置，其特征在于：包括信息處理模塊、協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊（I)以及通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)與協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊（I)連接的終端節(jié)點模塊（2)，所述的信息處理模塊包括監(jiān)控主機（3)、與監(jiān)控主機（3)連接的路由器（4)和與路由器（4)連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（5 )，所述的監(jiān)控主機（3 )通過RS-232串口通信接口與協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊（I)連接，所述的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（5)通過WIFI模塊或3G/4G/5G模塊連接有個人終端（6)，所述的協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊（I)由一塊CC2530芯片以及與CC2530芯片連接的射頻天線模塊（7)、界面操作模塊（12 )、IXD顯示模塊（13)、RS-232通信模塊（14 )和電源模塊（8 )組成，所述的終端節(jié)點模塊（2)由一塊CC2530芯片以及與CC2530芯片連接的射頻天線模塊（7)、家居監(jiān)測器(22 )、LED顯示模塊（23 )、電源模塊（8 )和繼電器（24 )組成。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于ZigBee的家居監(jiān)控裝置，其特征在于，所述的家居監(jiān)測器（22)包括照度傳感器、紅外線傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和煙霧傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于ZigBee的家居監(jiān)控裝置，其特征在于，所述的個人終端（6)為智能手機或平板電腦。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于ZigBee的家居監(jiān)控裝置，包括信息處理模塊、協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊以及通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)與協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊連接的終端節(jié)點模塊，所述的信息處理模塊包括監(jiān)控主機、路由器和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，所述的監(jiān)控主機通過RS-232串口通信接口與協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊連接，所述的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通過WIFI模塊或3G/4G/5G模塊連接有個人終端，所述的協(xié)調(diào)器節(jié)點模塊由CC2530芯片、射頻天線模塊、界面操作模塊、LCD顯示模塊、RS-232通信模塊和電源模塊組成，所述的終端節(jié)點模塊由CC2530、射頻天線模塊、家居監(jiān)測器、LED顯示模塊、電源模塊和繼電器組成；本實用新型采用ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)和CC2530芯片，具有低功耗、成本低、安全可靠等特點。
【IPC分類】G05D27/02
【公開號】CN205158176
【申請?zhí)枴緾N201520865732
【發(fā)明人】廖福保, 張文梅, 張燕麗, 李梅, 李向陽
【申請人】廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月3日