ZigBee身份識別技術在智能家居系統的應用

摘要：利用ZigBee的低速率、低功耗、低成本等特點，設計并制作了滿足現場應用的身份識別卡。應用于ZigBee和GSM這兩種網絡相結合的智能家居系統中，實現了對家庭內部ZigBee設備的監控和管理。闡述了基于身份識別技術的智能家居系統的整體方案，并給出了詳細的軟硬件實現方法。該系統成本低廉、性能穩定、便于使用，具有很高的推廣價值及應用前景。
關鍵詞：ZigBee；CC2530；MC52I；無線組網；身份識別技術

0 引言
隨著電子技術特別是無線通信技術的快速發展，人們對通信技術的功耗、可靠性及靈活性的要求越來越高。作為一種具有低功耗、低成本、數據傳輸可靠及組網靈活等特點的ZigBee技術，越來越引起人們的關注，非常適合家庭這種短距離無線組網的使用。而作為現有成熟的GSM(Global System for Mobile Communication)技術，因其在網絡資源，傳輸特性及數據可靠性等方面的優勢，為人們提供了一個機動、靈活、可靠的遠距離傳輸方式。本文介紹了一種基于這兩種技術相結合的控制方案，并安裝于筆者的家庭中，經過一年多的實際應用，收到了令人滿意的效果。為倡導的“技術走出實驗室”的發展思路，起到很好的推動和示范作用。特別是本系統采用的身份識別技術，為系統的成熟應用提供了有力的保障。下面給出系統詳細的設計方案及軟硬件設計。

1 系統的總體方案
本著盡量減少安裝布線的原則，并充分考慮到系統的靈活性和便利性，所有設備采用模塊化設計。該系統主要由中心控制器、紅外檢測、煙霧檢測、煤氣檢測、供水控制、空調控制、電器控制終端及身份識別卡組成。系統整體設計方案如圖1所示。

系統內所有設備采用CC2530無線單片機作為主控芯片。中心基站除負責完成GSM網絡通信外，通過ZigBee無線網絡將紅外檢測、煙霧檢測、煤氣檢測、供水控制、空調控制、電器控制終端及身份識別卡等終端整合在一起，構成一套功能完善的智能家居系統。
系統的創新點：現有的智能家居系統的設防和撤防方式，多采用遙控的形式，給用戶的現場使用帶來許多不便。但采用身份識別技術后，系統在運行時，中心基站會自動識別用戶的身份，對系統的設防狀態進行切換，極大的方便了用戶的使用。另外，在用戶的身份卡上設計了“報警”按鈕，一旦出現緊急情況，只要按壓該按鍵，主人的手機將會收到緊急呼叫的信息，這也是本系統的一大亮點。
系統的設計要點：一是保證中心基站和GSM網絡、終端設備及身份識別卡之間通信的準確性和可靠性。二是出現報警信息后必須準確、及時的發送到用戶手機上。三是身份卡的低功耗設計和低電量報警功能等。

2 系統的硬件設計
2．1 中心基站的硬件設計
在充分考慮功能及中心基站體積的前提下，采用SIEMENS公司最新推出的超小型GSM模塊MC52I。該模塊具有體積小、重量輕、低功耗、速度快等特點。MC52I包括了MC35I，MC39I，TC35I的所有功能，通信采用標準RS 232雙向接口，支持標準的AT指令，并可自適應1．8 V和3 V的SIM卡。在單片機和MC52I通信時，可不用MAX232等電平轉換芯片，只要串接56 Ω平衡電阻即可。MC52I部分硬件原理如圖2所示。