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基于ZigBee技术的智能家居系统的设计方案

来源:中国一卡通网  作者:中国一卡通收录  发布时间:2012-03-08 09:35:36  字体:[ ]

关键字:ZigBee  智能家居  USB  

摘   要:本文介绍一种基于ZigBee 技术的网络化智能家居系统的设计和实现方案。系统硬件上以S3C2440A 为控制核心,利用CC2430 组建家庭内部网络来采集家庭设备的数字信号, 用USB camera 采集家庭内部的视频信号。软件上利用嵌入式Web服务器和CGI 技术实现家庭内网和Internet 相连,达到远程监控的目的。通过实际测试证明系统功能强大,运行稳定,满足了家庭信息网络化的要求。


  4.3 ZigBee 协调器和设备节点程序

  ZigBee 家庭无线网络主要负责对现场各种信息的监控以及数据的采集, 并将内部处理过的数据经家庭网关传送到外部网络。本系统中ZigBee 协调器主要用于建立无线网络,分配地址,向终端节点发送控制命令和接收终端节点的工作状态,并将接收到的状态数据全部上传至Web 服务器, 最后通过Internet传送到远端的用户端。终端设备节点主要有加入网络,接收控制命令,以及发送状态信息给协调器等。协调器主程序流程如图2所示。 


  4.4 Web 服务器

  Web 服务器的作用是监听用户的服务请求, 并根据用户的请求给出相应的服务。服务器和客户端浏览器之间的通信协议是超文本传输协议HTTP.HTTP 协议规定了发送和请求的标准方式, 浏览器和服务器之间传输的消息格式及各种控制信息。

  Linux 支持boa、httpd、thttpd 等几种Web 服务器, 其中boa 是一款单任务的Web 服务器软件,源代码开放,速度快,性能优秀,支持能够实现动态Web 技术的CGI(Common Gateway Interface)技术,特别适合应用在嵌入式系统中。

  CGI 提供了一个Web 服务器的外部程序通道,运行在服务器上,由浏览器输入触发,是Web 服务器和系统中其他程序连接的通道。CGI 程序就是符合这种接口的程序。服务器接收到用户的请求,并将数据送给CGI 程序,CGI 程序接收到数据后,启动编写好的应用程序,并按照用户提供的数据执行。应用程序执行完成后,返回执行结果,并通过Web 服务器传送给用户浏览器显示。

  本系统采用了CGI 来实现动态Web 技术,CGI 规定了Web服务器调用其他可执行程序(CGI 程序)的接口协议标准。Web服务器通过CGI 程序实现和浏览器的交互,也就是CGI 程序接受浏览器发送给Web 服务器的信息进行处理,将响应结果再回送给Web 服务器及浏览器。CGI 程序可以用多种程序设计语言编写, 本系统选用C 语言编写的CGI 程序。嵌入式Web 服务器工作流程如图3 所示。 


  5 系统测试

  将服务器用网线和电脑主机相连, 服务器的地址设为192.168.1.6,电脑主机地址为192.168.1.8(只要主机IP 和服务器IP 处在同一个网段就可以)系统的网页包括家电系统、安防系统和视频画面三个页面,这三个画面可以相互切换, 在浏览器输入服务器IP 对系统进行测试,并选择摄像头远程控制画面,摄像头采集的视频画面截图如图4 所示。 


  6 结论

  本文设计的智能家居综合控制系统,采用ZigBee 技术组建家庭内部无线网络, 用USB 摄像头实时采集家庭视频信息,在S3C2440A 为控制核心的硬件平台移植嵌入式Linux 操作系统和Web 服务器完成家庭网关的设计,经过实际测试,本系统达到了家庭信息网络化的目的,实现了对家庭设备远程监控的愿望。系统的功能强大,功耗低,实现简单,具有广阔的应用前景。

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