陈海军

深圳市求卓科技有限公司 广东深圳 518000

目前，智能家居逐渐进入人们的日常生活当中，再加上物联网技术的不断成熟，促使智能家具不断朝向智能化、自动化、信息化方向靠拢。为进一步促进物联网技术与智能家居的结合发展，国内智能电器厂商纷纷推出创新型产品，以期可以加强物联网智能家居的应用范围。虽然市场面上关于智能家居系统的解决方案较多，但是多数解决方案并未形成良好的体系，甚至在性能方面也未能达到标准要求。可以说，智能家居系统的稳定性与拓展性亟待开发。针对于此，本文着重提出一种基于ZigBee的物联网智能家居的设计方案，以期可以提升智能家居的性能稳定性。

1 基于ZigBee的物联网智能家居系统总体设计内容分析

本设计系统在控制装置方面主要以家居内的智能控制端为主，具体包括以太网组成部分、家庭网关部分、ZIgBee低功耗无线双向通信部分等重要组成部分。介于家居系统内部的家庭网关属于家居控制系统的核心部分，主要承担内部网络运行管理工作以及外部网络沟通工作[1]。最重要的是，利用低功率无线通信技术手段可以针对终端设备运行情况进行实时监控，主要体现在数据监测与运行管理方面。为确保家居系统内部的家庭网关始终处于高效运行状态，在设计过程中，可以将系统房间内的各种终端节点以无线网连接方式进行设计与管理，目的在于确保网络通信过程中各终端节点始终保持安全无误状态。

利用上述设计方案，至少可以为智能家居系统的正常运行提供安全保障，尤其体现在智能家居系统的安全可靠性方面。另外，在房间内布设不同种类的传感器往往可以实现网络与各终端节点的连接目的。如此一来，即便是房间内出现装置运行不正常情况，网络也会及时将数据内容传至到控制器当中，并针对具体故障问题进行合理处理。最后通过家庭网关，用户可以通过借助计算机系统访问、监督各个房间的控制器终端设备，对其运行状态进行实时监控与故障排查工作。足以见得，基于ZigBee的物联网智能家居设计方案在某些层面上可以有效解决以往专业技术难点问题，至少可以在物联网家居的能耗问题方面、性能安全方面，实现突破性发展。

2 基于ZigBee的物联网智能家居硬件系统设计及流程分析

2.1 无线传输ZigBee模块

基于ZIgBee的物联网智能家居在网络拓扑结构的选择方面，主要以两种逻辑设备类型为主。一种是协调器节点，另外一种是终端节点。本设计方案所运用到的协调器主要以RS232串口为主。根据家庭网关工作状态传达相关数据，其中，协调器主要负责有效信道以及终端节点的管理与协调工作。目的在于确保各个终端节点都可以接收到协调器发送的指令或者要求，根据具体指令或者要求，对相应位置的终端节点加以控制，进而达到控制终端节点的目的[2]。

这种设计方式不仅促使整个系统工作过程朝向层次化、高效化方向运行，同时还可以加强对故障问题的维护效率，一举两得。最重要的是，处于该类系统当中，各种家用电器以及各类传感器基本上都可以视为一个功能独立、自主运行的工作节点。且各节点也可以根据ZIgBee功能模块，构建健全、完整的网络通讯系统。可以说，构建一种以中央系统为核心的控制装置，已经不再是纸上谈兵，各终端节点的信息反馈功能基本上可以得以实现。

2.2 电源模块

电源作为整个运行系统的核心组成部分，往往会对系统控制情况以及运行情况产生直接影响。根据本文所设计的硬件系统来看，对于电源模块的设计工作，需要从以下两个方面进行统筹规划：

一方面，考虑电源模块的稳定性。目的在于确保系统运行过程中的稳定性与高效性。当整个智能家居系统长期处于正常工作状态时，各项数据及内容才能够确保安全无误。

另一方面，考虑电源模块性价比问题。无论是哪一设计工作，都需要顾虑设计成本。因此，在电源模块性价比方面，建议在输入电压的选择方面，最好选用3．3V直流电压，将其作为输入电压。究其原因，主要是因为直流电压无论是在成本方面，还是效率方面，均可以表现出经济性良好特点。

2.3 以太网

以太网作为局域网技术的核心内容，在本质上可以归类到广播型网络当中。该项技术具备明显的冲突检测功能，即CSMA/CD技术。目前，该项技术在物联网的综合运用当中起到的作用十分明显。主要通过借助以太网技术实现远程系统登录方式，必要时，还可以进行异地管理，促使系统装置资源得以实现统一调度要求，降低因局限性造成的不足问题，如信息不全面等。

2.4 ZigBee-WiFi数据转发端口

在ZIgBee-WiFi数据转发端口的选择方面，主要由微控制器、ZigBee无线模块、WiFi无线模块等基础装置组成。其中，ZigBee无线模块作为ZigBee网络的协调器，可以借助微控制器实现与ZigBee无线模块、WiFi无线模块的连接要求。通过使用ZIgBee-WiFi数据转发端口，系统运行效率明显提高。

2.5 报警模块

装置系统中的报警模块主要以语音实时报警方式为主。当室内发生火灾、煤气泄漏且用户在室内当中时，装置系统中的报警模块会自发性起到报警作用。并且对于非法入侵情况，也可以起到警告作用，基本上可以维护用户室内安全。而室外报警方式主要启动于用户外出状态时，可根据远程监控装置，实时监控室内情况，并将室内环境数据及家居运行状态传至到用户手机当中，便于用户决策[3]。

3 结语

本文所设计的基于ZigBee的物联网智能家居设计方案在某些层面上可以有效解决以往专业技术难点问题，至少可以在物联网家居的能耗问题方面、性能安全方面，实现突破性发展。通过对系统软件结果的测试，基本上有效验证出系统整体性能，在指标数据方面能够到达规范标准。由此可以证明，基于ZigBee的物联网智能家居具备低能耗、高效率的目标特点，值得推广与应用。