智能家庭，從智能家居控制系統開始

3.1.3 系統從設備硬件電路概述

系統從設備硬件也分為兩個部分，如圖3所示：一部分是Zigbee模塊相關的硬件電路；另一部分是從設備相應的數字控制及輸入接口。目前，本項目規劃要實現的從設備數字接口有：1）日光燈的控制電路；2）鼠標的PS/2接口；3）MP3、MP4的無線控制接口；4）電視機的遙控器接口。

圖2 從設備硬件結構圖

3.1.4 系統Zigbee組網原理

系統中的主設備和從設備均處在同一個Zigbee網絡中。系統的Zigbee網絡是點到多點的叉狀網絡結構。系統Zigbee網絡的組建由主設備中的Zigbee模塊完成。其他從設備上電后，其Zigbee模塊就會尋找主設備的網絡是否存在，一旦存在則立馬加入到網絡中，從而構成整個智能家居系統的網絡。系統結構框圖如圖1所示：

圖3 系統結構圖

3.1.5 用戶手勢識別原理

用戶在要發出手勢指令時，首先按下設備選擇按鍵或指令發送按鍵，主設備STEVAL-MKIO62V2開發平臺開始采集傳感器數據；接著在用戶松開按鍵之后，STEVAL-MKIO62V2開發平臺停止采集傳感器數據，并根據相應算法進行數據處理并與預先存入的信息進行比對，最終確定要發送的指令。

3.1.6 指令傳輸及解碼原理

主設備的STEVAL-MKIO62V2開發平臺確定要發送的指令后，通過UART將指令發送至Zigbee模塊處，Zigbee模塊再將指令通過Zigbee網絡發送至從設備的Zigbee模塊上。其中，不同的從設備對應不同的指令，即不同的從設備對應用戶不同的手勢，而且從設備只會對自己的指令做出響應。

3.1.7 主設備對從設備的控制原理

在控制一個從設備時，首先用戶要按下設備選擇按鍵并做出相應的手勢，選定要控制的從設備，該從設備被選定后其上的指示燈會亮起，表示該設備被選定；接著用戶再按下指令發送按鍵并做出相應的手勢即可對選定設備進行操作。

3.1.8 系統用戶管理實現原理

系統共設計兩種用戶級別：家長用戶和兒童用戶。兩種用戶的權限不一樣，家長用戶可以無條件的使用網絡內的任何家電，并且可以控制兒童用戶使用某些家電的權限。具體實現原理為：在進行設備選擇時，主設備需要將用戶的手勢與預先保存數據對比，進而確定用戶選定的設備。家長用戶在選擇信息時，預先保存的所有家電的數據都是可見的并且參加數據的對比，而兒童用戶根據家長用戶的設定，某些家電預先保存的數據不可見也就不參加數據的對比，從而也就無法選定該設備也無法對其進行操作。

3.1.9 系統防盜功能實現原理

用戶開啟主設備后，主設備建立Zigbee網絡，但是用戶并不能馬上使用主設備控制從設備。首先，用戶必須輸入登錄手勢，主設備對登錄手勢進行識別；接著，主設備確定用戶為系統用戶后，才會啟動系統的正常功能。如果用戶輸入了三次錯誤手勢，系統將進行自動鎖定，主設備向從設備發出防盜信號，然后斷掉Zigbee網絡。