GPRS与ZigBee在智能家居设计的应用
摘要: GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线服务)是在GSM基础上发展起来的一种分组交换的数据承载和传输方式,在嵌入式系统中应用非常广泛。
GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线服务)是在GSM基础上发展起来的一种分组交换的数据承载和传输方式,在嵌入式系统中应用非常广泛。
由于GPRS通信弼络实现了联网和漫游,这样利用网络传输数据无须再组建专用通信网络,因此采用短信方式传输数据的系统应用将越来越广泛,这使得以短信方式传输控制命令成为可能。ZigBee是最近发展起来的一种短距离无线通信技术。由于ZigBee具有近距离、低功耗、低数据率、低成本等特点,因此适于家庭控制。
基于GPRS和ZigBee技术的智能家居解决方案采用以单户家庭为单元的通信控制模式,在每一个家庭中都安装一个主控中心(负责用户控制信号及家电反馈信息的接收和转发),及若干个与家电设备相连的分控终端(控制该家庭的所有电器)。主控和分控装置由家庭总线相连,家庭总线采用ZigBee无线通信方式。此装置便于家庭独自管理,安全性、可靠性高。
1 概述
1.1 无线数传模块MC35i
GPRS通信模块采用西门子公司的无线数据传输模块MC35i,支持数据、短信、语音和传真业务。MC35i是新一代GSM/GPRS双模模块,完全兼容上一代的MC35、TC35i;采用紧凑型设计,为用户提供了简单、内嵌式的无线GPRS连接。MC35i的GPRS永久在线功能提供了最快的数据传输速率。
1.2 IP_
ZigBee无线网络通信模块采用赫利讯的IP_
2 系统结构和工作原理
2.1 系统结构和功能
系统通过GSM手机发送短信命令来读取三表的数据,并对室内电灯进行控制。分控中心可以检测外中断,当有外中断产生时,分控中心的蜂鸣器发出响声,这时分控中心会主动向用户发送短信来提示用户室内有异常。
系统由主控中心与分控终端两部分组成,如图1所示。主控中心主要由GPRS模块通过USB与PC机连接,ZigBee模块IP_
分控终端主要由赫立讯公司的IP_
系统的主要控制流程如下:
①由用户手机发命令给MC35i模块,MC35i收到命令后,解释该命令。解释完命令后发给主控中心的IP_
②分控终端收到命令后,一是作出相应的动作后向上层作出应答,二是把上层需要的数据通过IP_
该系统主要实现的功能如下:
①通过GPRS模块收发短信,控制室内的三表和电灯开关。如果有盗窃,则可以报警并以短信的形式报告给房主。
②通过发送wat、gas、ele (水,气,电)3条短信给主控中心,主控中心把这3个命令通过主控制中心的IP_
③通过发送L11、L2l、L31打开室内不同的三盏灯。
④通过发送L10、L20、L30关闭室内不同的三盏灯。
⑤通过发送L1?、L2?、L3?来查询这三盏灯的开关状态。
当有人入室盗窃时,报警器就会报警,通过单片机的外中断,把报警信息主动发送给房主。
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2.2 硬件设计原理
主控中心、分控中心硬件设计原理分别如图2和图3所示。
MC35i有40个引脚,其中RXD、TXD必须与ZigBee的RX、TX平行相连进行数据的收发,CCIN(24)、CCRST(25)、CCIO(26)、CCCLK(27)、CCVCC(28)引脚分别与SIM卡的8、2、7、3和1相连.分别表示SIM卡是否置入、SIM卡复位、SIM卡数据、SIM卡时钟、SIM卡电源。
分控中心SM5964A的第1l、lO脚TXD、RXD与ZigBee的第5、4脚TX、RX连接进行数据通信,第P10、P11、P12、P13、P14、P15、P16、P17引脚与键盘连接,通过程序控制键盘的操作。
2.3 MC35i与IP_
2.3.1 MC35i软件调试设计
在熟悉AT指令集的基础上,实现对MC35i与PC机之间通信的调试、电路的调试、短信的收发和查看MC35i发送与接收数据的格式。这里的上位机程序是用VB编写的串口收发程序。
VB语言中MSComm控件是一个串口通信的专用控件。下面是上位机串日程序的主要代码——响应的Oncomm事件(这里是以二进制数接收的):
2.3.2 IP_
下位机主要负责对主控中心的IP_
下位机的主要功能是通过串口采用AT指令集对IP_
下面是判断是否要读取水表的数据,打包水表值,并发送的程序:
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