【正文】 我衷心感謝趙老師。（4）網(wǎng)絡(luò)容量大：一個星型結(jié)構(gòu)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)最多可以容納254個從設(shè)備和1個主設(shè)備，一個區(qū)域內(nèi)最多可以同時存在100個獨立而且互相重疊覆蓋的ZigBee 網(wǎng)絡(luò)。這樣，家庭內(nèi)部的監(jiān)控就可以通過有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)等多種形式來實現(xiàn)。例如，檢測到有火警時，在報警的同時，可先啟動噴淋裝置降低險情；煤氣泄露時，可打開排氣扇，降低室內(nèi)煤氣的濃度等。接收雙音頻信號時，首先通過D0～D3向控制寄存器中，寫入控制字，將MT8880設(shè)置為雙音頻工作模式[26]。 D0：把該位設(shè)置為“1”，則芯片被設(shè)置成DTMF模式，允許收、發(fā)雙音頻信號。 Master程序流程圖 Slave程序流程圖 家庭對外通信模塊家庭對外通信模塊是系統(tǒng)通過程控電話網(wǎng)絡(luò)與家庭以外的通信工具建立鏈接的紐帶。這時將對應(yīng)家電的遙控器，對準(zhǔn)系統(tǒng)的紅外信號接收探頭，按下相應(yīng)的功能鍵，然后停3秒，這時系統(tǒng)默認(rèn)發(fā)送完畢，開始存儲。為防止報警電話占線，可設(shè)置多個報警電話，實行輪詢撥號，直到電話撥通。本章小結(jié)本章主要介紹了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，以及個功能模塊的工作原理和硬件電路的實現(xiàn)，便給出了各部分的電路設(shè)計原理圖。錄音時，按下錄音鍵，單片機(jī)通過口線設(shè)置語音段的起始地址，再使PD端、P/R端和/CE端為低電平啟動錄音；結(jié)束時，松開按鍵，單片機(jī)又讓/CE端回到高電平，即完成一段語音的錄制。（4）語音提示系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)碼語音芯片ISD25120[25]來設(shè)計語音提示電路。它采用MITEL公司的低功耗、高穩(wěn)定性的ISOCMOS技術(shù)。在掛機(jī)狀態(tài)下，其漏電流≤5μA。這樣，如果家中出現(xiàn)什么警情，系統(tǒng)可自動播出預(yù)先設(shè)置的電話號碼或發(fā)出報警信息，報警或通知用戶。學(xué)習(xí)完畢后，就可以應(yīng)用。人體發(fā)射的10左右的紅外線通過菲尼爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。系統(tǒng)中有些外圍器件的工作電壓為5V，所以我們還需要5V穩(wěn)壓電路，(b)所示，其工作原理為輸入9V的直流電源，經(jīng)CC9濾波，然后通過LM78L05將電源穩(wěn)壓至5V。Master 可以把Slave 置為Hold(保持)模式，在這種模式下，只有一個內(nèi)部計數(shù)器在工作，Slave也可以主動要求被置為Hold模式。使用ARQ方式，在一個時隙中傳送的數(shù)據(jù)必須在下一個時隙得到確認(rèn)（或超時）信息。藍(lán)牙技術(shù)是一項公開的技術(shù)規(guī)范，已得到許多國家的支持。 ③ EmbeddedICE174。參觀調(diào)研了一些電子商場，實際考察了目前市場上智能家居產(chǎn)品及其功能特性，了解了適應(yīng)國內(nèi)市場產(chǎn)品的要求，從而確立了技術(shù)上循序漸進(jìn)的開發(fā)步驟：（1） 根據(jù)實際情況對具體的功能模塊提出各自的實現(xiàn)方法。智能家居系統(tǒng)主要有以下幾種功能：（1）智能家庭安防：實現(xiàn)家庭的防火、防盜和防煤氣泄漏。目前，美國有7000萬家庭依靠智能化家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生活[1]。利用C語言進(jìn)行系統(tǒng)的程序設(shè)計。然而通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前市場上的產(chǎn)品還都存在這樣或那樣的不足，例如功能不全、成本較高、安裝維護(hù)不便等，使智能家居產(chǎn)品沒有得到很好的推廣。在進(jìn)行軟件設(shè)計時，遵循模塊化的設(shè)計思想，既考慮了各模塊功能的實現(xiàn)，又兼顧了程序總體的協(xié)調(diào)性。 bluetooth。雖然國內(nèi)各大廠商開始進(jìn)入智能家居產(chǎn)品的研制和開發(fā)，但目前市場上的產(chǎn)品還都存在這樣或那樣的不足，例如功能不全、成本較高、安裝維護(hù)不便等，使智能家居產(chǎn)品沒有得到很好的推廣。（4） 對系統(tǒng)的軟件設(shè)計進(jìn)行了介紹，并給出了部分程序的流程圖。LPC2138具有如下特性[10]： ① 小型LQFP64封裝的16/32位ARM7TDMIS微控制器，32KB片內(nèi)靜態(tài)RAM。1998年5月，愛立信、諾基亞、東芝、IBM和英特爾等五家著名廠商在聯(lián)合開展短程無線通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化活動時提出了用藍(lán)牙(Bluetooth)來命名， 意在統(tǒng)一無線局域網(wǎng)技術(shù)的通訊標(biāo)準(zhǔn),其宗旨是提供一種短距離、低成本的無線傳輸應(yīng)用技術(shù)。 糾錯技術(shù) 在藍(lán)牙技術(shù)中使用了三種糾錯方案：1/3比例前向糾錯碼（1/3FEC）、2/3比例前向糾錯碼（2/3FEC）和自動請求重發(fā)方式（ARQ）[14]。Slave 收到從Master 發(fā)來消息的最大延遲時間為激活周期的2 倍( 秒) ， 平均延遲時間是激活周期的一半( 秒) 。(a)所示，輸入9V直流電源，電感L1用于限制瞬態(tài)電流，經(jīng)過CC2濾波。由中心控制模塊對報警信息做出處理。其工作原理為，用戶使用此功能的時候可以自行設(shè)置。ROK101007藍(lán)牙模塊的UART接口符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)16C450，支持多種波特率，提供四個信號TXD、RXD、RTS和CTS，均按照null modern方式連接，其中TXD和RXD用于數(shù)據(jù)流傳輸，RTS和CTS用于數(shù)據(jù)流控制[17]。R3和C4共同組成振鈴信號音濾波電路，根據(jù)電話振鈴的技術(shù)指標(biāo)：頻率25Hz的正弦波，1秒通，4秒斷，τ=≤τ≤4（S）。交換機(jī)可以解碼這些頻率組合并確定所對應(yīng)的按鍵雙音多頻信號（DTMF），在智能家居系統(tǒng)中為了實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和自動撥號報警功能要求系統(tǒng)既能檢測并識別電話線上傳來的雙音頻信號，又能發(fā)送相應(yīng)的雙音頻信號，因此在系統(tǒng)中需進(jìn)行DTMF編解碼。若檢測到輸入的信號有效時，EST引腳輸出高電平，經(jīng)過374(怎么出來的？)。二是語音字段如果較少，則可根據(jù)每一字段的內(nèi)容多少，直接分配地址單元。為合理利用資源在本系統(tǒng)中我們采用被動接收模式。在軟件設(shè)計之初，我們就將系統(tǒng)設(shè)計有設(shè)置、查詢等功能，而紅外信號的學(xué)習(xí)功能是處在設(shè)置菜單中。一個藍(lán)牙設(shè)備既可以作Master又可以作Slave。芯片實現(xiàn)何種功能，取決于在單片機(jī)的控制下寫入控制寄存器CRA和CRB的內(nèi)容，而芯片的某些狀態(tài)可以根據(jù)讀出狀態(tài)寄存器SR的內(nèi)容來判斷。在應(yīng)用中，我們采用MT8880的雙音頻模式。在此模塊中，系統(tǒng)僅僅實現(xiàn)了對煙霧、煤氣、人體紅外等信號的采集和報警。但是，隨著時代的進(jìn)步，多方案整合也是一種必然。據(jù)估算，ZigBee設(shè)備僅靠2節(jié)標(biāo)準(zhǔn)5號電池就可以維持長達(dá)6個月到2年左右的使用時間。深入淺出ARM7——LPC213x/214x（上冊）[M]。趙老師在三年中對我的培養(yǎng)和關(guān)心，我將終生難忘?；谏线叺慕榻B，ZigBee的低功耗、低成本非常適合智能家居家庭內(nèi)部網(wǎng)路的構(gòu)建?，F(xiàn)在無線傳輸技術(shù)發(fā)展迅速，各種無線傳輸方案曾出不窮，它們都可以應(yīng)用在智能家居系統(tǒng)中的無線傳輸技術(shù)。在進(jìn)行遠(yuǎn)程的家電控制時，用戶發(fā)送完控制命令后，不清楚家電的控制情況。若發(fā)送完畢，則繼續(xù)發(fā)送下一個數(shù)據(jù)[27]。 D3：把該位設(shè)置為“1”，表明允許選擇控制寄存器CRB，因此應(yīng)在寫入控制寄存器CRA后，接著寫控制寄存器CRB。所以在模塊的軟件設(shè)計中主要是關(guān)于遠(yuǎn)程控制和DTMF編解碼的程序設(shè)計。 家庭內(nèi)部通信模塊家庭內(nèi)部通信模塊主要由藍(lán)牙模塊構(gòu)成，用藍(lán)牙模塊來實現(xiàn)主從機(jī)之間的通信，從而完成信息的采集和控制命令的發(fā)送。 安防模塊程序流程圖 家電控制模塊在家電控制模塊中，我們采用了兩種控制方式，其對應(yīng)的軟件設(shè)計也有兩個模式。為了使軟件與硬件更好的結(jié)合，系統(tǒng)正常運行。 語音提示電路號為一負(fù)脈沖，在負(fù)脈沖的上升沿，標(biāo)志著該段語音播放結(jié)束。芯片采用多電平直接模擬量存儲專利技術(shù)，省去了A/D、D/A轉(zhuǎn)換器。在雙音頻群模式下DTMF信號可以通過精確的時序被發(fā)送出去。，模擬摘掛機(jī)電路主要由一個三極管開關(guān)電路來控制繼電器通斷，繼電器控制電話線兩端300Ω電阻的接入。在其硬件電路設(shè)計中包括振鈴檢測電路、模擬摘掛機(jī)電路、DTMF編解碼及發(fā)送電路等。這樣使家庭內(nèi)部無須重新布線，就可應(yīng)用智能家居系統(tǒng)，使系統(tǒng)易于安裝維護(hù)。中心控制模塊通過家庭對外通信模塊撥打用戶事先設(shè)置好的電話號碼，電話接通后，通過語音芯片播放預(yù)先錄制好的報警錄音，連續(xù)播放三遍，每一遍中間加1s的延遲。（2）時鐘模塊 LPC2138微控制器可使用外部晶振或外部時鐘源，內(nèi)部PLL電路可調(diào)整系統(tǒng)時鐘，使系統(tǒng)運行速度更快（其CPU最大操作時鐘為60MHz）。這三種工作模式如果按照節(jié)能效率以升序排隊，那么依次是：呼吸模式、保持模式和暫停模式[15]。通過藍(lán)牙技術(shù)連接在一起的所有設(shè)備可認(rèn)為是一個piconet（微微網(wǎng)），一個piconet可以是兩臺相連的設(shè)備，也可以是八臺連在一起的設(shè)備?！?0m，功效放大可達(dá)100m； 的ISM(工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))頻段上，采用跳頻擴(kuò)譜技術(shù)傳送信息。⑤ 具有兩個低功耗模式：空閑和掉電，也可通過個別使能/禁止外部功能和降低外部時鐘來優(yōu)化功耗，也能通過外部中斷將處理器從掉電模式中喚醒。根據(jù)總體規(guī)劃，分塊實現(xiàn)的原則進(jìn)行編程，然后利用開發(fā)板和實驗電路進(jìn)行聯(lián)機(jī)測試，最后進(jìn)行程序的整合。（2）智能家庭儀表：通過藍(lán)牙設(shè)備和計算機(jī)實現(xiàn)對水表、電表和煤氣表的遠(yuǎn)程抄表。該系統(tǒng)方便地連接家電與網(wǎng)絡(luò)，可以高速傳輸文字、語音、視聽等資訊。系統(tǒng)具有成本較低，性能完善，可靠性高，易于安裝、維護(hù)、擴(kuò)充升級等特點，便于推廣和應(yīng)用。LPC2138是基于一個支持實時仿真和嵌入式跟蹤的ARM7TDMISTM CPU的微控制器,支持32/16位代碼，有很強(qiáng)的處理能力。在進(jìn)行系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計時，為了提高系統(tǒng)電路的通用性，從而將系統(tǒng)分為不同的模塊。 Because of the wireless link of the bluetooth, there is no trouble in house wiring。北京德達(dá)創(chuàng)先科技集團(tuán)先后開發(fā)了LDMS2000，智能家居控制器、HomeNet網(wǎng)絡(luò)化綜合管理系統(tǒng)，并開通中國智能建筑服務(wù)網(wǎng)提供智能化建筑的在線咨詢與在線技術(shù)支持，該網(wǎng)站已成為國內(nèi)建筑智能化領(lǐng)域的權(quán)威網(wǎng)站。（2） 將藍(lán)牙技術(shù)引入到智能家居系統(tǒng)中，研究如何實現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化設(shè)計，從而探索使智能家居產(chǎn)品便于安裝維護(hù)的辦法。1第二章 應(yīng)用技術(shù)介紹第二章 應(yīng)用技術(shù)介紹 LPC2138單片機(jī) LPC2138單片機(jī)的特性LPC2138[10]是基于一個支持實時仿真和嵌入式跟蹤的32/16位ARM7 TDMI STM CPU的微控制器，帶有512KB的嵌入的高速Flash存儲器，128位寬度的存儲器接口和獨特的加速結(jié)構(gòu)使32位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。圖 LPC2138結(jié)構(gòu)圖 LPC2138的應(yīng)用領(lǐng)域自從推出LPC2138以來，已經(jīng)在很多方面獲得了成功的應(yīng)用。除非第三方掌握了收發(fā)雙方的信道切換規(guī)律，否則是無法獲得完整信息的，而干擾源也不可能按同樣的規(guī)律進(jìn)行干擾。作為Master的設(shè)備首先初始化連接程序，如果地址已知，則通過尋呼(Page)消息建立連接；如果地址未知，則通過一個后接Page消息的Inquiry(查詢)消息建立連接。用戶可通過LCD顯示器和小鍵盤查詢系統(tǒng)的工作狀態(tài)和對系統(tǒng)進(jìn)行一些設(shè)置。 鍵盤電路 家庭安全防范模塊家庭安全防范模塊又稱為家庭安防，是利用不同的傳感器，例如，煙霧傳感器、煤氣傳感器、紅外傳感器、門磁和窗磁等對家庭內(nèi)部環(huán)境參量進(jìn)行監(jiān)控。一般根據(jù)產(chǎn)品手冊上提供的數(shù)據(jù)作為參考，在參考值（48Ω）的1倍到10倍間選取，然后經(jīng)過試驗波形來分析確定。 ROK101007的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳排列圖ROK101007與單片機(jī)的連接主要包括與中心控制機(jī)LPC2138的連接和與分控機(jī)89C2051的連接。光電耦合器是一種電信號的耦合器件，它一般是將發(fā)光二極管和光敏三極管的光路耦合在一起，輸入和輸出之間沒有電氣上的聯(lián)系，輸入電信號加于發(fā)光二極管上，輸出信號由光敏三極管輸出。一個高頻信號和一個低頻信號疊加組成一個組合信號，代表一個數(shù)字[20]。在實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能時，系統(tǒng)根據(jù)振鈴檢測，完成模擬摘掛機(jī)，通過通 MT8880內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DTMF編解碼電路信網(wǎng)與呼叫用戶連接。本系統(tǒng)采用單片機(jī)來控制，不需讀出信息地址，而直接設(shè)置信息段起始地址。 緊急呼叫模塊電路原理圖在此模塊的電路設(shè)計中，我們主要是應(yīng)用分控制器89C2051和內(nèi)部通信模塊向中心控制模塊發(fā)送一族組編碼，中心控制模塊根據(jù)接收到的編碼來判斷應(yīng)該撥出的求救電話，電話撥通后播放相應(yīng)的求救錄音。在采集警情信息時，可設(shè)置兩種模式：被動接收和主動采集。學(xué)習(xí)部分，主要是學(xué)習(xí)家電所用遙控器的主要功能，將其控制波形接收存儲。平時，所有的Slave都處于待令狀態(tài)。在自動撥號報警中，我們需要將預(yù)先設(shè)置的電話號碼通過DTMF芯片變成能被電話網(wǎng)絡(luò)識別的傳輸?shù)碾p音頻信號；而遠(yuǎn)程控制時，電話網(wǎng)絡(luò)傳輸過來的雙音頻信號也需DTMF解碼成單片機(jī)能識別的信號。 D1：準(zhǔn)備發(fā)送新數(shù)據(jù)時為“1”，讀取狀態(tài)寄存器后自動清“0”。 系統(tǒng)中需要改進(jìn)的地方目前本系統(tǒng)，雖說已經(jīng)實現(xiàn)了基本功能。 系統(tǒng)的發(fā)展趨勢二十一世紀(jì)是信息化、網(wǎng)絡(luò)化的時代。ZigBee標(biāo)準(zhǔn)要解決的問題是設(shè)計一個維持最小流量的通信鏈路和低復(fù)雜度的無線收發(fā)信機(jī)。低價位、功能強(qiáng)、安裝維護(hù)方便是他們的要求，也是我們?yōu)橹畩^斗的目標(biāo)。感謝物理工程學(xué)院2005級全體研究生對我工作的支持和幫助。 隨著，人們生活水平的提高，對生活的便捷性要求進(jìn)一步提高。該聯(lián)盟致力于近距離、低復(fù)雜度、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)。（3）家庭內(nèi)部通信模塊。第五章 系統(tǒng)測試及應(yīng)用前景第五章 系統(tǒng)測試及應(yīng)用前景 系統(tǒng)測試及結(jié)論在系統(tǒng)測試時，采用先分模塊測試，后整機(jī)測試的方法。 D2：把該位設(shè)置為“0”時允許產(chǎn)生雙音頻，否則只產(chǎn)生單音頻。然后，播放語音提示，幫助用戶完成密碼驗證和相應(yīng)的操作。這樣我們可以繼續(xù)擴(kuò)