一、引言
當(dāng)今社會隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)路通信技術(shù)與衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)等高速地發(fā)展而逐漸成為信息化社會，各種高新技術(shù)也已經(jīng)陸續(xù)地應(yīng)用于實際生活中，對于家居設(shè)備設(shè)施的安全程度也應(yīng)相應(yīng)的提升，家居的智能化發(fā)展已經(jīng)成為社會的趨勢，因而智能家居系統(tǒng)成為社會的研究焦點。在普及現(xiàn)代化程度的高級生活區(qū)域，小區(qū)居住環(huán)境的安全程度逐漸加強重視與關(guān)注，對生民健康與財產(chǎn)安全能夠?qū)崿F(xiàn)有效準(zhǔn)確的監(jiān)控效果。與此同時，便攜式的手機與平板電腦等微型設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，帶來了無線傳輸技術(shù)的深入應(yīng)用效果，借助GSM/GPRS、3G與WiFi等無線數(shù)據(jù)傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷對室內(nèi)家居進行有效地性能升級與功能優(yōu)化，推薦智能家居系統(tǒng)的技術(shù)革新發(fā)展。
二、智能家居系統(tǒng)的研究方案
本文智能家居系統(tǒng)的設(shè)計是結(jié)合了無線通信技術(shù)進行開發(fā)實現(xiàn)的，采用PXA270與nRF24L01進行智能家居系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸終端，能夠相對容易地把原本的家居設(shè)施設(shè)備集中到智能家居系統(tǒng)的相應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行對應(yīng)的控制。在實際的應(yīng)用開發(fā)設(shè)計方案中應(yīng)該選取高低端的控制器，從而有利于實現(xiàn)無線通信操控、嵌入式技術(shù)、手機遠(yuǎn)程通信等各方面的控制，便于滿足實際的應(yīng)用需求，具有重大的市場推廣意義與實際應(yīng)用價值。
在智能家居系統(tǒng)的設(shè)計方案中，以嵌入式系統(tǒng)作為整個系統(tǒng)的控制核心，其功能架構(gòu)如圖1所示。通過無線數(shù)據(jù)傳感網(wǎng)絡(luò)可以對家居設(shè)施設(shè)備進行相應(yīng)的獨立控制，同時把各個家居采集獲取到的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)角度胧较到y(tǒng)中，用戶可借助相應(yīng)的操作方式進行對家居實現(xiàn)有效的控制與監(jiān)控。當(dāng)智能家居系統(tǒng)接入到Internet中后，在PC控制端可以登錄進入智能家居系統(tǒng)進行對整個系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過移動互聯(lián)通信設(shè)備實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。
圖1智能家居系統(tǒng)的功能框架
三、智能家居系統(tǒng)的硬件設(shè)計
（一）嵌入式系統(tǒng)控制
本文設(shè)計的智能家居系統(tǒng)是以ARMv5E的Xscal作為核心，選用了最高工作頻率可達(dá)到624MHz的嵌入式系統(tǒng)控制芯片PXA270，其相應(yīng)的外圍電路也相對比較多，內(nèi)部設(shè)置了Intel的無線MMX通信技術(shù)，可以明顯地提高多媒體應(yīng)用的性能，另外PXA270包涵了Intel相關(guān)的SpeedStep技術(shù)，可以依據(jù)實際需求而對CPU的運行性能進行動態(tài)調(diào)試，達(dá)到低功耗的目的從而在一定程度上提升了系統(tǒng)的性能。嵌入式系統(tǒng)相應(yīng)的外圍電路采用EELiod270的開發(fā)應(yīng)用平臺，其中包含了CPU、SDRAM、Flash與CPLD等系統(tǒng)核心部分與相應(yīng)的硬件接口。
（二）無線通信網(wǎng)絡(luò)
無線通信網(wǎng)絡(luò)的組建形成可分為無線傳輸與有線傳輸兩種。有線傳輸方式是通過電纜進行連接的，其優(yōu)點是信號連接狀態(tài)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)信息交換的速度與效率高，缺點在于必須使用專用的纜線，建設(shè)成本較高與相關(guān)的安裝維護工作復(fù)雜。無線傳輸?shù)耐ㄐ判问桨怂{(lán)牙通信技術(shù)、ZigBee技術(shù)與射頻通信等，目前這幾種無線通信技術(shù)在使用過程當(dāng)中信號容易受到干擾，而且藍(lán)牙和ZigBee技術(shù)的投入成本相對比較高。鑒于各種綜合性問題的充分考慮，本智能家居系統(tǒng)選用nRF24L01芯片作為進行數(shù)據(jù)交換處理模塊而搭建無限通信網(wǎng)絡(luò)。nRF24L01是一款無線信號收發(fā)一體化的芯片，工作頻率為2.4GHz，提供125個頻道可供選擇使用，能夠支持1Mb/s與2Mb/s的信號傳輸速率。這款芯片可以通過SPI進行數(shù)據(jù)的寫入功能，而且具備相應(yīng)的自動應(yīng)答與自動發(fā)射的具體功能，運作功耗相對比較低。
（三）移動通信模塊
移動通信模塊是通過選擇最新型的3G網(wǎng)絡(luò)通信模塊進行實現(xiàn)的，鑒于當(dāng)今市面上的3G 模塊一般僅僅允許支持TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000 的網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)，并且價格成本高，本智能家居系統(tǒng)在性價比方面上進行全面的考慮從而選擇了GSM通信模塊。這款模塊支持EGSM900與GSM1800雙頻兩種方式，能夠支持?jǐn)?shù)字、語音的短消息等通信形式，需要9V的直流電源進行供電，以RS-232的串行通信端口實現(xiàn)與EELiod270平臺之間的通信連接。
四、結(jié)束語
本設(shè)計的基于無線通信技術(shù)的智能家居系統(tǒng)主要是根據(jù)智能化與信息化家居的建設(shè)理念進行考慮作為出發(fā)點，通過使用相關(guān)的無線通信芯片、嵌入式控制系統(tǒng)和單片機及移動互聯(lián)網(wǎng)通信等技術(shù)聯(lián)網(wǎng)控制，能夠有效地實現(xiàn)了對智能居住區(qū)內(nèi)的家居設(shè)備相應(yīng)的物理性質(zhì)狀態(tài)、安防監(jiān)控檢測、視頻錄像信息等全方位的智能化控制條件。通過理論層次上進行充分具體的分析與設(shè)計考慮，整個智能家居系統(tǒng)在實際運行工作過程中體現(xiàn)可靠性與可行性。
當(dāng)今社會隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)路通信技術(shù)與衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)等高速地發(fā)展而逐漸成為信息化社會，各種高新技術(shù)也已經(jīng)陸續(xù)地應(yīng)用于實際生活中，對于家居設(shè)備設(shè)施的安全程度也應(yīng)相應(yīng)的提升，家居的智能化發(fā)展已經(jīng)成為社會的趨勢，因而智能家居系統(tǒng)成為社會的研究焦點。在普及現(xiàn)代化程度的高級生活區(qū)域，小區(qū)居住環(huán)境的安全程度逐漸加強重視與關(guān)注，對生民健康與財產(chǎn)安全能夠?qū)崿F(xiàn)有效準(zhǔn)確的監(jiān)控效果。與此同時，便攜式的手機與平板電腦等微型設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，帶來了無線傳輸技術(shù)的深入應(yīng)用效果，借助GSM/GPRS、3G與WiFi等無線數(shù)據(jù)傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷對室內(nèi)家居進行有效地性能升級與功能優(yōu)化，推薦智能家居系統(tǒng)的技術(shù)革新發(fā)展。
二、智能家居系統(tǒng)的研究方案
本文智能家居系統(tǒng)的設(shè)計是結(jié)合了無線通信技術(shù)進行開發(fā)實現(xiàn)的，采用PXA270與nRF24L01進行智能家居系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸終端，能夠相對容易地把原本的家居設(shè)施設(shè)備集中到智能家居系統(tǒng)的相應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行對應(yīng)的控制。在實際的應(yīng)用開發(fā)設(shè)計方案中應(yīng)該選取高低端的控制器，從而有利于實現(xiàn)無線通信操控、嵌入式技術(shù)、手機遠(yuǎn)程通信等各方面的控制，便于滿足實際的應(yīng)用需求，具有重大的市場推廣意義與實際應(yīng)用價值。
在智能家居系統(tǒng)的設(shè)計方案中，以嵌入式系統(tǒng)作為整個系統(tǒng)的控制核心，其功能架構(gòu)如圖1所示。通過無線數(shù)據(jù)傳感網(wǎng)絡(luò)可以對家居設(shè)施設(shè)備進行相應(yīng)的獨立控制，同時把各個家居采集獲取到的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)角度胧较到y(tǒng)中，用戶可借助相應(yīng)的操作方式進行對家居實現(xiàn)有效的控制與監(jiān)控。當(dāng)智能家居系統(tǒng)接入到Internet中后，在PC控制端可以登錄進入智能家居系統(tǒng)進行對整個系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過移動互聯(lián)通信設(shè)備實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。
圖1智能家居系統(tǒng)的功能框架
三、智能家居系統(tǒng)的硬件設(shè)計
（一）嵌入式系統(tǒng)控制
本文設(shè)計的智能家居系統(tǒng)是以ARMv5E的Xscal作為核心，選用了最高工作頻率可達(dá)到624MHz的嵌入式系統(tǒng)控制芯片PXA270，其相應(yīng)的外圍電路也相對比較多，內(nèi)部設(shè)置了Intel的無線MMX通信技術(shù)，可以明顯地提高多媒體應(yīng)用的性能，另外PXA270包涵了Intel相關(guān)的SpeedStep技術(shù)，可以依據(jù)實際需求而對CPU的運行性能進行動態(tài)調(diào)試，達(dá)到低功耗的目的從而在一定程度上提升了系統(tǒng)的性能。嵌入式系統(tǒng)相應(yīng)的外圍電路采用EELiod270的開發(fā)應(yīng)用平臺，其中包含了CPU、SDRAM、Flash與CPLD等系統(tǒng)核心部分與相應(yīng)的硬件接口。
（二）無線通信網(wǎng)絡(luò)
無線通信網(wǎng)絡(luò)的組建形成可分為無線傳輸與有線傳輸兩種。有線傳輸方式是通過電纜進行連接的，其優(yōu)點是信號連接狀態(tài)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)信息交換的速度與效率高，缺點在于必須使用專用的纜線，建設(shè)成本較高與相關(guān)的安裝維護工作復(fù)雜。無線傳輸?shù)耐ㄐ判问桨怂{(lán)牙通信技術(shù)、ZigBee技術(shù)與射頻通信等，目前這幾種無線通信技術(shù)在使用過程當(dāng)中信號容易受到干擾，而且藍(lán)牙和ZigBee技術(shù)的投入成本相對比較高。鑒于各種綜合性問題的充分考慮，本智能家居系統(tǒng)選用nRF24L01芯片作為進行數(shù)據(jù)交換處理模塊而搭建無限通信網(wǎng)絡(luò)。nRF24L01是一款無線信號收發(fā)一體化的芯片，工作頻率為2.4GHz，提供125個頻道可供選擇使用，能夠支持1Mb/s與2Mb/s的信號傳輸速率。這款芯片可以通過SPI進行數(shù)據(jù)的寫入功能，而且具備相應(yīng)的自動應(yīng)答與自動發(fā)射的具體功能，運作功耗相對比較低。
（三）移動通信模塊
移動通信模塊是通過選擇最新型的3G網(wǎng)絡(luò)通信模塊進行實現(xiàn)的，鑒于當(dāng)今市面上的3G 模塊一般僅僅允許支持TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000 的網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)，并且價格成本高，本智能家居系統(tǒng)在性價比方面上進行全面的考慮從而選擇了GSM通信模塊。這款模塊支持EGSM900與GSM1800雙頻兩種方式，能夠支持?jǐn)?shù)字、語音的短消息等通信形式，需要9V的直流電源進行供電，以RS-232的串行通信端口實現(xiàn)與EELiod270平臺之間的通信連接。
四、結(jié)束語
本設(shè)計的基于無線通信技術(shù)的智能家居系統(tǒng)主要是根據(jù)智能化與信息化家居的建設(shè)理念進行考慮作為出發(fā)點，通過使用相關(guān)的無線通信芯片、嵌入式控制系統(tǒng)和單片機及移動互聯(lián)網(wǎng)通信等技術(shù)聯(lián)網(wǎng)控制，能夠有效地實現(xiàn)了對智能居住區(qū)內(nèi)的家居設(shè)備相應(yīng)的物理性質(zhì)狀態(tài)、安防監(jiān)控檢測、視頻錄像信息等全方位的智能化控制條件。通過理論層次上進行充分具體的分析與設(shè)計考慮，整個智能家居系統(tǒng)在實際運行工作過程中體現(xiàn)可靠性與可行性。
