系统软件设计 - 基于ZigBee的智能家居系统设计

3 系统软件设计
    系统软件设计主要包括6部分，分别为远程控制网页设计、中央控制管理系统设计，控制中心主控制器ATMegal28程序设计、CC2430协调器程序设计、CC2430监控节点程序设计、CC2430选择添加设备的程序设计。

 3．1 ZigBee协调器的程序设计
    协调器首先完成应用层初始化，将应用层状态和接收状态设为空闲，然后打开全局中断并初始化I／O端口。接着协调器开始建立无线星形网络。协议中，协调器自动选择2．4 GHz的频段，每秒发送的最大比特数为62 500，默认的个域网网络号(PANID)是0x1347，最大的堆栈深度为5，最大单次发送的字节数为93，串口的波特率是57 600 bit／s，SL0W TIMER每秒产生中断10次。在ZigBee网络建立成功后，协调器将其地址传送给控制中心MCU。这里，控制中心MCU将ZigBee协调器识别为监控节点的一员，它被识别的地址为0。程序进入主循环。首先判断是否有终端节点发送的新数据，如果有，则直接把这个数据传送至控制中心MCU；判断控制中心MCU是否有指令下传，如果有则将下传的指令发送到相应的ZigBee终端节点；判断安防是否打开，是否有盗贼入侵，如果有则把报警信息传送至控制中心MCU；判断灯光是否处于自动控制状态，如果是，则打开模数转换器进行采样，采样值是灯光打开或关闭的关键，如果发生灯光状态改变则把新的状态信息传送到控制中心MC-U。ZigBee协调器程序流程如图5所示。

3．2 ZigBee终端节点的程序设计
    ZigBee终端节点是指由ZigBee协调器控制的无线ZigBee节点，在系统中主要是监控节点和选择添加的家用电器控制器。ZigBee终端节点的初始化同样包括应用层初始化，打开中断和初始化I／O口。接着尝试加入ZigBee网络，需要强调的是：只有和ZigBee协调器设置一致的终端节点才能加入到网络中。如果ZigBee终端节点尝试加入网络失败，则每两秒重新尝试一次，直至顺利加入到网络中。加入网络成功后，Zi-gBee终端节点将其注册信息发送至ZigBee协调器，再由ZigBee协调器转发至控制中心MCU以完成ZigBee终端节点的注册。ZigBee终端节点如果是监控节点，则实现灯光及安防的控制，程序与ZigBee协调器部分类似，只是监控节点需将数据发送到ZigBee协调器，再由ZigBee协调器将数据传送至控制中心MCU。ZigBee终端节点如果是电风扇控制器，则只需接收上位机的数据，而不必上传状态，故它的控制可以在无线数据接收中断中直接完成。在无线数据接收中断中，所有终端节点都是将接收的控制指令翻译成对节点本身的控制参数，在节点主程序中不对接收的无线指令进行任何处理。

4 联机调试
    由中央控制管理系统下发的对固定设备的指令编码递增的指令，通过计算机串口发送至控制中心MCU，并通过两线接口发送至协调器，再由协调器发送至ZigBee终端节点，在终端节点接收完成时将数据再次通过串口发送至PC机，在这台PC机上完成ZigBee终端节点接收的数据与控制中心所发送的数据的比较。中央控制管理系统每一秒发送2条指令，经过5 h的测试，测试软件显示共接收数据包数量为36000包时停止测试。多协议数据传输测试软件测试结果如图6所示。正确数据包36 000，错误数据包数为0，正确率为100％。

5 结束语
    通过ZigBee技术实现智能家居内部组网，具有远程控制方便，添加新设备灵活和控制性能可靠等优点。通过RFTD技术实现用户身份识别，提高系统的安全性。通过GSM模块的接入，实现了远程控制和报警功能。