一种基于ZigBee的家居监控装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于监控系统技术领域，具体涉及一种基于ZigBee的家居监控装置。
【背景技术】
[0002]当前物联网技术迅猛发展，给基于ZigBee的家居监控装置带来了新的思路。ZigBee是一种无线通信技术，可工作在2. 4GHz、868MHz和98 MHz3个频段上，分别具有最高240kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率，ZigBee具有低功耗、网络容量大、成本低、安全可靠等特点。
[0003]家庭失火也是现实生活中经常出现的家庭灾害，随着人们生活水平和质量的提高，对家居的安全性和便捷性要求也随之提高，比如自动调节室内温湿度。因此基于ZigBee的家居监控装置应用前景广阔、潜在市场需求巨大且发展迅猛而受到厂商的广泛关注。
[0004]传感器作为信息获取的重要手段，与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱，是现代信息系统和各种装备不可缺少的信息采集手段。将传感器技术、计算机技术、通信技术进行融合，能够对部署在监控区域内的信息进行实时采集、传输和处理进行统一处理。
[0005]目前常用的环境监测方法往往使用人工采样的方式，这种监控方法无法进行长期的远程实时监控，且由于依靠人力，使得劳动强度大，不适合家庭监控系统的要求。
【实用新型内容】
[0006]为了克服现有技术的缺点和不足，本实用新型提供一种可扩展性强、低功耗、网络容量大、方便操作的基于ZigBee的家居监控装置。
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于ZigBee的家居监控装置，包括信息处理模块、协调器节点模块以及通过ZigBee无线传感网络与协调器节点模块连接的终端节点模块，所述的信息处理模块包括监控主机、与监控主机连接的路由器和与路由器连接的网络服务器，所述的监控主机通过RS-232串口通信接口与协调器节点模块连接，所述的网络服务器通过WIFI模块或3G/4G/5G模块连接有个人终端，所述的协调器节点模块由一块CC2530芯片以及与CC2530芯片连接的射频天线模块、界面操作模块、IXD显示模块、RS-232通信模块和电源模块组成，所述的终端节点模块由一块CC2530芯片以及与CC2530芯片连接的射频天线模块、家居监测器、LED显示模块、电源模块和继电器组成。
[0008]所述的一种基于ZigBee的家居监控装置，其家居监测器包括照度传感器、红外线传感器、温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器。
[0009]所述的一种基于ZigBee的家居监控装置，其个人终端为智能手机或平板电脑。
[0010]本实用新型的有益效果是：由于采用ZigBee无线通信技术，具有低功耗、网络容量大、成本低、安全可靠等特点；协调器节点模块和终端节点模块采用CC2530芯片，具有低功耗、低成本、低速率、时延短、高容量、高安全等特点。
【附图说明】
[0011]图I为本实用新型的结构示意图；
[0012]图2为本实用新型协调器节点模块的结构示意图；
[0013]图3为本实用新型终端节点模块的结构示意图。
[0014]各附图标记为：1 一协调器节点模块，12—界面操作模块，13 — IXD显示模块，14一RS-232通信模块，2—终端节点模块，22—家居监测器，23 — LED显示模块，24—继电器，3—监控主机，4一路由器，5—网络服务器，6—个人终端，7—射频天线模块，8—电源模块。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0016]参照图1、图2和图3所示，本实用新型公开了一种基于ZigBee的家居监控装置，包括信息处理模块、协调器节点模块I以及通过ZigBee无线传感网络与协调器节点模块I连接的终端节点模块2，所述的信息处理模块包括监控主机3、与监控主机3连接的路由器4和与路由器4连接的网络服务器5，监控主机3可使用PC，所述的监控主机3通过RS-232串口通信接口与协调器节点模块I连接，协调器节点模块I主要是通过ZigBee网络的建立，实现指令的发送和数据的接收、转发，通过监控主机3与网络服务器5进行通信，监控主机3与路由器4组成家庭智能网关，监控主机3在数据下行侧与协调器节点模块I通过RS-232串口通信接口相连，路由器4在数据上行侧与网络服务器5相连实现无线传感网和互联网间的网关功能，网络服务器5端主要用于存放家居环境数据，然后将数据通过Web站点发布出去，同时如果用户要控制某个家居设备，则通过该服务器写入数据，由网关将数据转给被控设备，这样远程用户就可以通过各类远程终端访问该Web站点，从而实现对家居的监控，在ZigBee无线传感网络的建立过程中，需要先由协调器节点模块I初始化网络并建立自己的网络，同时给网络指定不同的个域网网络标志符（Personal Area Network ID，PANID)，不同的ZigBee网络通过不同的PANID来识别彼此间的区别，避免干扰，当终端节点设备启动之后，在发现网络后会自动加入网络，从而实现家居设备的自组网过程，所述的网络服务器5通过WIFI模块或3G/4G/5G模块连接有个人终端6，所述的个人终端6为智能手机或平板电脑，所述的协调器节点模块I由一块CC2530芯片以及与CC2530芯片连接的射频天线模块7、界面操作模块12、IXD显示模块13、RS-232通信模块14和电源模块8组成，界面操作模块12和LCD显示模块13是为了方便人机交互和实时显示，所述的终端节点模块2由一块CC2530芯片以及与CC2530芯片连接的射频天线模块7、家居监测器22、LED显示模块23、电源模块8和继电器24组成，其中家居监测器22包括照度传感器、红外线传感器、温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器，协调器节点模块I实时将无线传感网内节点的感知数据上传给监控主机3，同时接收并转发监控主机3发送的控制数据。
[0017]本装置要实现功能需要有各类硬件支持，而无线传感网硬件主要关注的是各类传感器的选择与无线传输设备的设计。在硬件设计中，考虑到低功耗要求，这里选择芯片CC2530。CC2530是TI公司以C51为内核的ZigBee芯片，它支持国际802. 8. 4标准以及ZigBee, ZigBee PRO和ZigBeeRF4CE标准，它能够以非常低的材料成本建立强大的网络节点。具有低功耗、低成本、低速率、时延短、高容量、高安全等特点，其传输距离在10—100 m，在增加RF发射功率后，传输距离可达I一3 km。
[0018]所述的RS-232通信模块14采用MAX3232芯片，该芯片采用专有低压差发送器输出级，利用双电荷栗在3V至5. 5V电源供电时能够实现真正的RS-323性能，器件仅需四个
O.IuF的外部小尺寸电荷栗电容，MAX3232确保在120kbps数据速率，同时保持RS-232输出电平。
[0019]所述的IXD显示模块13用于显示网络节点的工作状体，采用液晶IXD12864，为128X 64点阵液晶，同时利用带字库的控制芯片st7920，数据传输模式采用SPI总线传输。
[0020]所述的界面操作模块12按键电路采用3 X 4的矩阵键盘，用于输入O到9、删除和发送，该模块采用A/D读取模式。
[0021 ] 所述的继电器24利用CC2530输出的电信号通过驱动电路控制继电器中的电磁线圈的闭和开，从而控制家居设备电源电路的闭合与开路。
[0022]所述的LED显示模块23由发光二极管和分压电阻组成，用于显示组网状态。
[0023]在模块设计中，要求整个模块的输入电压为24V直流稳压电源，为了得到可靠的稳定电压，所述的电源模块8选用三端可调正稳压器集成DC-DC变换器LM317，它的输入电压范围是1.2V至37V，负载电流最大为I. 5A，使用简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压；此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好；LM317内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。
[0024]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于ZigBee的家居监控装置，其特征在于：包括信息处理模块、协调器节点模块（I)以及通过ZigBee无线传感网络与协调器节点模块（I)连接的终端节点模块（2)，所述的信息处理模块包括监控主机（3)、与监控主机（3)连接的路由器（4)和与路由器（4)连接的网络服务器（5 )，所述的监控主机（3 )通过RS-232串口通信接口与协调器节点模块（I)连接，所述的网络服务器（5)通过WIFI模块或3G/4G/5G模块连接有个人终端（6)，所述的协调器节点模块（I)由一块CC2530芯片以及与CC2530芯片连接的射频天线模块（7)、界面操作模块（12 )、IXD显示模块（13)、RS-232通信模块（14 )和电源模块（8 )组成，所述的终端节点模块（2)由一块CC2530芯片以及与CC2530芯片连接的射频天线模块（7)、家居监测器(22 )、LED显示模块（23 )、电源模块（8 )和继电器（24 )组成。2.根据权利要求I所述的一种基于ZigBee的家居监控装置，其特征在于，所述的家居监测器（22)包括照度传感器、红外线传感器、温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器。3.根据权利要求2所述的一种基于ZigBee的家居监控装置，其特征在于，所述的个人终端（6)为智能手机或平板电脑。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于ZigBee的家居监控装置，包括信息处理模块、协调器节点模块以及通过ZigBee无线传感网络与协调器节点模块连接的终端节点模块，所述的信息处理模块包括监控主机、路由器和网络服务器，所述的监控主机通过RS-232串口通信接口与协调器节点模块连接，所述的网络服务器通过WIFI模块或3G/4G/5G模块连接有个人终端，所述的协调器节点模块由CC2530芯片、射频天线模块、界面操作模块、LCD显示模块、RS-232通信模块和电源模块组成，所述的终端节点模块由CC2530、射频天线模块、家居监测器、LED显示模块、电源模块和继电器组成；本实用新型采用ZigBee无线传感网络和CC2530芯片，具有低功耗、成本低、安全可靠等特点。
【IPC分类】G05D27/02
【公开号】CN205158176
【申请号】CN201520865732
【发明人】廖福保, 张文梅, 张燕丽, 李梅, 李向阳
【申请人】广东农工商职业技术学院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月3日