基于ZigBee的智能家居安全监控系统解决方案

为实现对家庭安全的实时监控，提出了智能家居远程安全监控系统设计方案。系统基于ZigBee技术和GSM/GPRS网络进行设计，能够通过彩信和短信发出监控图像和报警信息，接收远程指令；同时引入了多种传感器，实现了对家用电器的远程控制，实现了智能家居远程监控。重点阐述了系统的硬件、软件设计以及系统的性能测试，实现了多个监控装置的无线联网。实验结果表明，所设计的系统能够实现安全、便捷的智能家居远程监控，并具有较高的可用性和可靠性。

0 前言

智能家居又称智能住宅，正朝着具备无线远程控制、多媒体控制、高速数据传输等功能的方向发展，其关键技术为兼容性强的家庭控制器和满足信息传输需要的家庭网络。目前，传输网络多采用综合布线技术，限制了系统的应用场所，而且费用较高。采用无线方式构建灵活便捷的智能家居安全监控系统，成为当前的研究热点。

目前，应用于智能家居的无线通信技术主要包括：Ir2DA红外线技术、蓝牙技术和ZigBee技术等。IrDA属于短距离、点对点的半双工通信方式，使用不便且失误率高，不适用于家庭的组网方式；蓝牙技术则因为网络容量有限，成本较高，不适于节点较多的家居网络应用。

本研究通过采用传输范围适中、安全可靠、网络容量较大的ZigBee技术，设计智能家居远程安全监控系统。

1 系统架构

1.1 ZigBee网络拓扑选型

ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低成本的双向无线通信技术，主要适用于自动控制和远程控制领域。IEEE802.15.4是ZigBee技术的基础，与高速率个人区域网、蓝牙或802.11x无线局域网相比，ZigBee协议更为简单实用。

ZigBee网络的拓扑结构主要有3种：星型、树状和网状网络。网状网络容错能力高、自适应力好、传输距离长，但其复杂度也最高；星型网络具有简洁和低功耗等特点，使用简单，适用于家庭的小规模、低复杂度的应用；树状网络则介于两者之间。在智能家居中应用星型网络，可获得较高的性价比。

1.2 系统构成

本系统采用模块化设计方案。以嵌入式系统主板为核心，通过CMOS摄像头对关键部位进行安全监测，通过手机传递安全信息和图像彩信，并对家用电器进行远程控制，利用ZigBee模块实现家用电器、系统主板和烟雾、温度、煤气等传感器的无线联网。
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