摘要：ZigBee技能以其低功耗、组网灵敏、布置本钱低一级长处，在各个领域得到了广泛的使用。该文提出一种以Tina6410和GSM通讯模块为渠道环境，依据ZigBee组网技能的智能家居监控体系。体系经过PIC单片机收集空气质量、温度和湿度等数据，树立Web服务，经过Internet网络传输到用户端，并经过GSM发送主动报警。用以满意家居、工作等室内环境的监控的无线、智能化。
跟着现代科技的开展和日子质量的进步，人们对住所的要求，除了安全性、舒适性之外，更重视它的智能化与网络化。美国最早提出了智能家居(Smart Home)的概念，国内许多企业也竞相研讨开发智能家居体系。家庭监控体系，作为智能家居体系里一个重要的使用，现已遭到许多企业和开发人员的重视。可是前期的体系体系大多选用有线衔接方法，在装饰规划时分布线繁琐、工程杂乱，因而，开发依据无线通讯的智能家居监控体系具有重大意义。
1 传统家居监控体系
近几年跟着电子技能、主动化操控技能及计算机通讯技能的开展和交融，智能家居现已从概念提出的萌芽期到丰厚产品规划的交融演化期，国内呈现了一些闻名智能家居品牌，如物联传感、海尔U—Home、才智之家、云家等。智能家居中一个十分重要的使用，是家居安全监控，保证家居的安全性。
传统的无线智能家居监控计划中，首要计划包含：选用蓝牙、802.11无线局域网技能，可是编程完成杂乱、芯片价格较贵;选用红外操控计划，传输间隔太短，遇到障碍物而无法传输，一起在建成的高楼进行设备比较困难;选用操控终端与互联网接入计划，其完成杂乱难度高、可扩展性差，一起费用也比较高，这些技能的首要缺陷有：
1)选用ZigBee技能组网传输，大都挑选的是“单片机操控+ZigBee芯片“计划，没有模块化的规划，传输天线规划费事并且信号安稳度不高。
2)选用的计划大都是一起存在多个操控端，相互之间的通讯协议规划十分杂乱，功率较低，一起主次监控端的功用区别不明晰，有功用重复的部分。
3)选用的现有计划中，大都缺少文娱功用的开发。
4)选用的监控体系，增加监控模块较为杂乱，可拓宽性较差。
因而，依据现有规划计划的状况，规划一种灵敏、可拓宽性较强、组网与操控安稳的智能家居监控体系具有较好的实用价值。
2 无线监控体系规划
针对现有无线智能家居体系存在的首要缺陷，本文提出一种无线、智能化的、主控端功用区别明晰、传输信息安稳，且具有功耗低，硬件本钱低价，设备便利的智能家居监控体系。
该体系包含与操控主机衔接的ZigBee中心收发模块，多个嵌入在家居设备、报警传感器或家用电器之内的ZigBee节点模块和操控电路模块，ZigBee中心收发模块与ZigBee节点模块之间经过ZigBee协议路由无线发送数据;操控主机经过GSM发送报警信息，经过Interner网络长途监控家居环境，并具有家庭文娱功用。
图中相应代码及其功用：
①红外检测部分;
②温度检测部分;
③湿度检测部分;
④气体检测部分;
⑤GSM通讯模块;
⑥文娱功用部分;
⑦7寸LCD液晶显现器。
⑧ZigBee无线通讯子模块MRF24J40。
如图1，依据ZigBee网络的无线智能家居监控体系，其特征在于：主控端所述的操控首要硬件包含Tiny6410中心板、ZigBee模块、GSM模块和7寸电阻触摸屏;用户能够经过长途的Internet服务器登录到本体系中的主操控器界面上，完成长途监控家居信息的功用，当家里有遇到什么风险或许是突发状况的时分，还可经过如图所示的GSM模块发送短
信告诉给用户的主人，所述的操控电路模块为操控板电路模块(即主控部分)，从控部分首要由ZigBee子节点、PIC18f4620和各个被控设备构成，接纳ZigBee节点模块发送的驱动信号，或许接纳被操控设备的触发信号，并将其传递给ZigBee节点模块;所述的被控设备为红外报警器、温度传感器、湿度传感器、烟雾报警器。
3 体系组成与功用
体系规划的监控体系首要有两大功用模块：依据ZigBee技能组网的无线传感器网络和依据嵌入式ARM渠道的Web服务器。ZigBee无线传感器网络的首要功用是完成各子节点组网与信息传输，并及时向主操控终端反应信息与状况。以ARM内核Tiny6410硬件作为嵌入式渠道，树立Web服务器，支撑TCP/IP协议，能够与外部网络进行通讯。用户想要实时查询家庭环境的信息，能够登陆Internet网络，长途拜访嵌入式Web服务器(即主操控界面)。
本体系首要完成以下功用：
1)红外勘探子节点担任环境改变的监测，遇到非正常状况陌生人进入，节点宣布触发信号，底层操控器PIC18f4620芯片收集的相应数据，发送到网络中的和谐器子节点，一起告诉嵌入式Web服务器并发动通讯模块，经过GSM网络往指定的手机用户发送报警信息，用户想及时了解家中的状况，也能够经过IE浏览器拜访嵌入式Web服务器，如图1中的①、⑤部分。
2)体系温度监测子节点实时监督室内温度，上传给主操控器Tiny6410并在液晶屏幕上实时显现，主操控器能够设定温度报警阈值，也可设定是否上传给Web服务器，便利用户检查。用户如需长途操控，主操控器Tiny6410接纳到长途操控信息，即发生操控命令字，经过串口与ZigBee和谐器通讯，再由ZigBee和谐器发送给终端子节点，完成对室内温度的实时调理，如图1中的②、⑦部分。
3)体系规划的湿度子节点实时监测家中环境的湿度，用户经过Internet网络，登陆嵌入式Web服务进行数据查询。一起湿度检测子节点也可设定阈值，超越阈值会向主操控器发送报警信息，如图1中第③部分。
4)烟雾检测子节点带有相应的烟雾传感器，将收集的信号经过处理，经过ZigBee网络传送到主控板。体系能够实时监测家中一氧化碳气体浓度，当检测值超越设定的阈值时，子节点操控体系将敏捷发动排气扇设备，并经过GSM网络向用户手机发送报警信息，如图1中第④、⑤部分。
5)所述的操控器是Tiny6410中心板，CPU答应速度快、功用强大，该模块可扩展许多的文娱功用，例如MP3、MP4具有丰厚的家庭文娱功用，如图1中第⑥部分。
6)ZigBee技能具有组网简略，可扩展性强的特色，所组网络答应新节点的及时参加与办理，便利体系拓宽新的监控模块，具有设备便利和本钱低的长处。
4 体系软件规划
体系主控芯片为ARM内核Tiny 6410操控器，担任全体体系的运转操控、驱动分配与界面办理;底层选用PIC公司的PIC18F4620操控器，驱动无线通讯模块，以ZigBee技能组网，担任主从节点间的通讯，一起履行终端操控界面下达的使命。体系软件规划的全体流程如图2所示。
5 体系实践运转作用
体系选用虚拟QT进行实时人机界面的开发，它是一款GUI规划软件，只需要在一个渠道上面规划好，即可在其它渠道上面直接移植运转，具有较好的渠道适应性。开发的使用程序明晰漂亮，十分适合于嵌入式体系人机交互界面的开发。底层经过PIC单片机收集温度、湿度等传感器信息，经过ZigBee技能组网并传送数据到人机交互界面，便利及时监控体系的运转状况。体系依据ARM硬件渠道上的液晶界面运转作用如图3所示。
6 结束语
本体系以Tina6410处理器为中心，选用PIC18f4620单片机收集底层数据，经过ZigBee技能组成无线网络操控体系，并树立Web服务器经过Internet网络传输到用户端，一起能够经过GSM发送报警信息。本体系具有功耗低、组网便利、可拓宽性强等特色，便利远端进行实时监控，有杰出的开展前景。
