【正文】 通過將傳統(tǒng)傳感器報警系統(tǒng)和圖像監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，形成了新型的智能安防系統(tǒng)。其中源 MAC 地址為本地物理地址。同時通過網(wǎng)絡(luò)抓包軟件 CaptureNetV3． 12可以看到 ICMP 請求和應(yīng)答幀。 *(TxEtlmetFrameBuffer+IP_HEADER_START+3)2SwapWord(0)； *(TxEthFrameBuffer+IP_HEADER_START+4)=SwapWord((DEFUALT_TT L8)IPROTOCOL 二 _ICMP)； *(TxEthFrameBuffer+IP_HEADER_START+5)=0； memcpy((TxEthFrameBuffer+IP_HEADER_START+6)， amp。這個內(nèi)存棧由一個時鐘來控制，如果網(wǎng)絡(luò)長時間沒有活動， 就把這一條記錄刪掉，以便節(jié)省內(nèi)存。 圖 6． 6 星型網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)流程圖 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器正常工作后，則建立網(wǎng)絡(luò)成功。 整個組網(wǎng)過程中協(xié)議棧的初始化代碼如下： (1)物理層初始化 Void phyInit(void) { Memlnit0； //初始化化內(nèi)存 phyState=PHY_STATE_IDLE；／／物理層狀態(tài)是空閑 phyAfib． flagsval=0；／／物理層的 PIB屬性的標(biāo)志位值 ) (2)MAC 層初始化 Void maclnit(void) { macState=MAC_STATE_IDLE； macRxState=MAC_RXSTATE_IDLE； =0： =0： =0：／／接收數(shù)據(jù)幀尾 =0； //接收數(shù)據(jù)幀頭 =PANID=LRWPAN_DEFAULT_PANID；／／設(shè)各所在 PAN 的 自身的默認(rèn)標(biāo)識符 Mac_pib． macMaxAckRetries=aMaxFrameRetries；／／發(fā)送失敗后，確認(rèn)幀的 最大重新發(fā)送次數(shù) mInitAddressMapO；／／ init theaddress map ifdef LRWPAN_COORDINATOR mac__pib． depth=O； else 基于 ZigBee 技術(shù)的智能家居安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 mac_pib． depth=1；／／ depth will be at beat one endif mac_pib． bDepth=OxFF；∥該節(jié)點(diǎn)的信標(biāo)深度 mac__pib． macCaplnfo=O；／／其它性能 ifdefLRWPAN_AlJ_COORDINATOR LRWPAN_SET_CAPINFO_ALTPAN(mac_pib． macCaplnfo)； endif ifdefLRWPAN_FFD LRWPAN_SET_CAPINFO_DEVTYPE(mac_pib． macCaplnfo)； endif ifdefLRWPAN_ACMAIN_POWERED LRWPAN_SET_CAPINFO_PWRSRC(mae__pib． macCaplnfo)； endif ifdefLRWPAN_RCVR_ON_WHEN_IDLE LRWPAN_SET_CAPINFO_RONIDLE(mac_pib． macCapInfo)； endif ifdefLRWPAN— SECURITY_APABLE LRWPAN_SET_CAPINFQSECURITY(mac_pib． macCapInfo)； endif LRWPAN_SET_CAPINFO_ALLOCADDR(mac_pib． macCapIrrfo)；／／分配 短地址 } (3)網(wǎng)絡(luò)層的初始化 Void nwklnit(void) { nwkDSN=O； //網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)序列編號為 O 基于 ZigBee 技術(shù)的智能家居安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 nwk__pib． flags． val=O； nwkState=NWK_STATEIDLE； nwkRxState=NWK_RXSTATE_IDLE； ifdefLRWPAN_FFD nwk_pib． rxTail=O； nwk_pib． rxHead=O； endif } (4)應(yīng)用層的初始化 Void apslnit(void) { debug_level=0； apsState=APS_STATE_IDLE； apsRxState=APS_RXSTATE_IDLE； ifdefLRWPAN_COORDINATOR aps_pib． rxCnt=0；／／接收數(shù)據(jù)總數(shù) aps_pib． rxTail=0； apS』 ib． rxHead=O； endif aps_pib． apsTSN=0；／／服務(wù)節(jié)點(diǎn) ． =O； aps_pib． apscAckWaitDuration=MSECS_TO MACTICKS(LRWPAN_APS _ACK_WAIT_DURATION)；／／ convert to MAC Ticks ． apsAckWaitMultiplier=1；／／ defaultvalue aps_pib． apscMaxFrameRetries=LRWPAN_APS_MAX_FRAME_RETRIES ；／／ initialize the endpoints 基于 ZigBee 技術(shù)的智能家居安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 aps_pib． activeEPs=O；／／ only tracks user endpoints． phylnitO； maclnitO； nwklnit0； } 由 (4)可見，應(yīng)用層是最高層，它初始化的同時，還要對它下面各層進(jìn)行 初始化。 基于 ZigBee 技術(shù)的智能家居安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 圖 6． 1 建立網(wǎng)絡(luò)流程圖 家居監(jiān)控系統(tǒng)中的無線傳感網(wǎng)絡(luò)是由協(xié)調(diào)器管理整個 ZigBee 無線傳感網(wǎng)絡(luò) 的。 如果協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)層的管理實(shí)體找到合適的信道，將為這個新網(wǎng)絡(luò)選擇一個 PAN標(biāo)識符。 首先設(shè)置 ZigBee 主無線模塊為協(xié)調(diào)器，其它節(jié)點(diǎn)模塊為終端器件。 由此可知，在智能家居系統(tǒng)中的 8 個任務(wù)就是在這 5 種狀態(tài)間轉(zhuǎn)換的。把任務(wù)交給內(nèi)核是通過調(diào)用任務(wù)創(chuàng)建函數(shù) OSTaskCreateO 或提供了一些 附加功能的 OSTaskCreateExt0 實(shí)現(xiàn)的。 6號任務(wù)，為電表、水表、燃?xì)獗淼臄?shù)據(jù)采集建立一個任務(wù)。在執(zhí)行該任務(wù)時通過 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器選擇與安防傳感器 (煤氣泄露 )終端節(jié)點(diǎn)通信，采集傳感器數(shù)據(jù)。μ C／ OS 一Ⅱ是用 C語言和匯編語言來編寫的。 本設(shè)計 使用 MAX232 芯片實(shí)現(xiàn) TTL電平和 RS． 232 電平之間的轉(zhuǎn)換，硬件電路如圖 所示。 圖 4． 復(fù)位電路 4． 2． 3 以太網(wǎng)通信接口電路設(shè)計 為了把經(jīng)過 DSP 處理模塊的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)動態(tài)的顯示在監(jiān)控機(jī)上，這就 需要設(shè)計以太網(wǎng)通信接口電路。 基于 ZigBee 技術(shù)的智能家居安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 圖 4． 3 電源電路 基于 ZigBee 技術(shù)的智能家居安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 4． 2． 2 復(fù)位電路設(shè)計 為了提高系統(tǒng)的可靠性，保證系統(tǒng)穩(wěn)定地運(yùn)行，使用了 Sipex 公司生產(chǎn)的 低功耗 SP708R處理器監(jiān)控芯片，可以提供高／低復(fù)位電平。 RS232 串行通信部分：設(shè)計這一部分是為了方便調(diào)試。同時給出了天線匹 配電路和電源供電的具體設(shè)計方案。 單極天線是一種由直接垂直安裝在反射平面 (底板 )上的直導(dǎo)體 (通常其長度不大于波長的 1／ 4)組成的天線，其根部接饋線。 ZigBee 技術(shù)的應(yīng)用前景非常被看好， 未來它主要將被應(yīng)用在： 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) (如：無線倉庫管理系統(tǒng) ) 汽車自動化 (如輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng) ) 建筑智能化 (如燈光控制、氣體的感應(yīng)和監(jiān)測 ) 智能家居 (三表數(shù)據(jù)采集，窗簾、空調(diào)和其它家用電器控制 ) 醫(yī)療監(jiān)護(hù) (對血液、體溫和心跳速度等信息的監(jiān)測 ) 無線收發(fā)模塊的硬件設(shè)計 3． 1 芯片的選擇 本系統(tǒng)采用 CC2430 芯片作為 ZigBee 無線通信模塊。這就可以確定幀是否已經(jīng)被傳遞。 IEEE802． 15． 4標(biāo)準(zhǔn)定義的 LRWPAN 網(wǎng)絡(luò)具有如下特點(diǎn)： (1)在不同的載波頻率下實(shí)現(xiàn) 20kbps、 40 kbps 和 250kbps 三種不同的傳 輸速率。 2． 2 ZigBee 協(xié)議 2． 2． 1 ZigBee 協(xié)議概述 ZigBee 技術(shù)的基礎(chǔ)就是 IEEE802． 15． 4 標(biāo)準(zhǔn)。 (3)時延短。 ZigBee 聯(lián)盟的主要工作 在：①定義網(wǎng)絡(luò)、 安全以及應(yīng)用軟件層的協(xié)議；②提供不同的協(xié)調(diào)性及互通性測試規(guī)格；③促進(jìn) ZigBee 技術(shù)在全球的推廣；④有效管理該技術(shù)的發(fā)展。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。 國內(nèi)的智能家居廠商的構(gòu)成較為 復(fù)雜，有科研院校，也有以前的家電廠商， 技術(shù)實(shí)力也相差懸殊。 3)ApBus 總線 (網(wǎng)絡(luò) )技術(shù) 深圳匯創(chuàng)智能家居系統(tǒng)采用的就是 ApBus 總線技術(shù)。 PLC． BUS 系統(tǒng)主要由三部分組成，即發(fā)射器、 接收器和系統(tǒng)配套設(shè)備。國外的智能家居產(chǎn)品比較注重家庭內(nèi)部功能的實(shí)現(xiàn)， 不足之處在于其價格比較高和聯(lián)網(wǎng)的能力方面比較差。 CEBus 協(xié)議是一種開放式標(biāo)準(zhǔn)，在通信協(xié)議上遵循 ISO／ OSI 七層協(xié)議框架。 國外這些智能家居品牌主要采用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)有： 基于 ZigBee 技術(shù)的智能家居安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 1)LonWorks 協(xié)議 LonWorks 協(xié)議是由美國 Echelon 公司與 Motorola 和東芝公司共同倡導(dǎo)的， 于 1990 年正式公布而形成的。采用無線方式構(gòu)建靈活便捷的智能家居安全監(jiān)控系統(tǒng)，成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。實(shí)驗結(jié)果表明，所設(shè)計的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)安全、便捷的智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控，并具有較高的 可用性和可靠性 ,驗證了 ZigBee 技術(shù)應(yīng)用于低速個域網(wǎng)具有低功耗、可擴(kuò)展性以及較高的實(shí)用性等特點(diǎn)。 [關(guān)鍵詞 ]： 智能家居； 無線網(wǎng)絡(luò)； ZigBee； 【 Abstract】 ZigBee is a new kind of short distance wireless munication technology,To realize the realtime monitoring of family security, and put forward the intelligent household remote security monitoring system design scheme. System based on ZigBee technology and GSM/GPRS work design, can through the MMS and SMS send monitoring image and alarm information, receiving remote instruction。 目前，應(yīng)用于智能家居的無線通信技術(shù)主要包括： Ir2DA 紅外線技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)和 ZigBee 技術(shù)等。它采用了 ISO／ OSI 模型的全部七層通行協(xié)議，采 用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法，通過網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計簡化為參數(shù)設(shè)置 ，其 通信速率從 300b／ s至 1． 5Mb／ s 不等，直接通信距離可達(dá) 2700m，支持多種通信介質(zhì)。 CEBUS 省略了 ISO／ OSI 七層協(xié)議中的傳輸 層 (TransportLayer)、會話層 (Session Layer)和表達(dá)層 (PresentationLayer)，僅保留物理層 (PhysicalLayer)、鏈路層 (LinkLayer)、 網(wǎng)絡(luò)層 (NetworkLayer)和應(yīng)用層 (ApplicationLayer)。 1． 2． 2智能家居系統(tǒng)的國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國在智能家居研究領(lǐng)域起步較晚。發(fā)射器主要作用是通過電力線發(fā)射 PLCBUS 控制信號 給接收器，通過對接收器的控制，從而達(dá)到間接控制燈及電器設(shè)備的目的； 接 收器主要作用是接收來自電力線的 PLC． BUS 控制信號，并執(zhí)行相關(guān)控制命令， 從而達(dá)到燈及電器控制的目的；系統(tǒng)配套設(shè)備主要是為了配合發(fā)射器及接收器 設(shè)備，輔助實(shí)現(xiàn)控制目的，例如：三相耦合器、信號轉(zhuǎn)換器、信號強(qiáng)度分析儀、 吸波器等。 ApBus 總線 (網(wǎng)絡(luò) ) 技術(shù)是具有專利產(chǎn)權(quán)的總線技術(shù)。他們目前設(shè)計的系統(tǒng)中主要采用的是有線方案 (總線 )， 也有部分系統(tǒng)中包含了無線接口的應(yīng)用。 圖 1 系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)圖 基于以上要求，本設(shè)計主要分為以下部分： (1)無線傳輸模塊：基于 CC2430 芯片 (包括無線收發(fā)及傳感器 )設(shè)計無線 傳感網(wǎng)絡(luò)模塊，并完成各節(jié)點(diǎn)模塊的軟件編寫和 節(jié)點(diǎn)間通信調(diào)試。 ZigBee 技術(shù)主要應(yīng)用在短距離范圍內(nèi)以及數(shù)據(jù)傳輸速率不高的各種電子設(shè) 備之間，所以非常適用于家電和小型電子設(shè)備的無線控制指令傳輸。針對時延敏感的應(yīng)用做了優(yōu)化，通信時延和從休眠狀態(tài)激活的時 延都非常短。 1998