基于nRF905的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　摘要：智能家居監(jiān)測與控制系統(tǒng)由nRF905組建無線網(wǎng)絡(luò)，將各個(gè)單元和主控單元連接起來統(tǒng)一控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居的安防控制、環(huán)境溫度的檢測、空氣換氣控制等功能；用戶可使用紅外遙控集中控制器來操控上述任意單元，輕松控制家居環(huán)境。

　　關(guān)鍵詞：智能家居；無線組網(wǎng)；nRF905；安防控制

　　在智能家居中，數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)是安裝在家居中的一種通訊平臺(tái)，它具有一般通訊網(wǎng)絡(luò)所應(yīng)具有的特點(diǎn)，同時(shí)考慮到它所安裝的地點(diǎn)是普通的私人家居和使用者是普通居民，所以它還具有自身獨(dú)有的需求和特點(diǎn)，包括安全性、可用性、可靠性、靈活性、易擴(kuò)展性，使用的方便性、廉價(jià)性、標(biāo)準(zhǔn)化以及體積小、重量輕和安裝方便等。智能家居系統(tǒng)中家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要分為兩類，一種是有線家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，另一種為無線家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

　　隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)比有線網(wǎng)絡(luò)具有通信范圍不受環(huán)境條件限制、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)周期短、施工成本低、易于維護(hù)、可擴(kuò)展性好等無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，使其逐漸取代有線網(wǎng)絡(luò)，成為智能家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組網(wǎng)的首選。

　　1 智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　本設(shè)計(jì)主要由溫度檢測單元，門鎖開關(guān)檢測單元，通風(fēng)換氣電機(jī)控制單元，電氣開關(guān)集中控制等單元構(gòu)成；各單元通過無線技術(shù)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)集中控制；無線網(wǎng)絡(luò)的組建部分采用了令牌環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方式，能避免多個(gè)905模塊對(duì)信道的競爭和沖突，主控單元是在無線組網(wǎng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)單元運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測和控制。用戶還可通過Intemet／GPRS遠(yuǎn)程訪問智能家居控制系統(tǒng)，查看和控制其中的設(shè)備，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

　　2 智能家居單元的無線組網(wǎng)

　　由于nRF905射頻芯片本身是不帶組網(wǎng)協(xié)議，為了使智能家居中的中央控制單元和各個(gè)控制節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)完整的通訊網(wǎng)絡(luò)，并使系統(tǒng)在每一時(shí)刻最多有一個(gè)設(shè)備（含主控單元）進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送（避免信道的競爭和沖突），就需要編寫協(xié)議。設(shè)計(jì)中nRF905無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式采用令牌環(huán)總線方式。

　　2．1 系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式

　　系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式定義如表1所示：

　　目的節(jié)點(diǎn)地址（4字節(jié)）：該字段是數(shù)據(jù)所要發(fā)送到的節(jié)點(diǎn)地址，接收端通過識(shí)別該字段來判斷是否是發(fā)給自己的數(shù)據(jù)。

　　源節(jié)點(diǎn)地址（4字節(jié)）：該字段是發(fā)送節(jié)點(diǎn)的地址，接收端通過識(shí)別該字段來判斷是誰發(fā)來的數(shù)據(jù)。

　　令牌標(biāo)志（1字節(jié)）：用于判斷接收到的幀是令牌、令牌回復(fù)還是普通數(shù)據(jù)幀。

　　幀體（27字節(jié)）：該字段信息為有效數(shù)據(jù)。

　　幀校驗(yàn)（1字節(jié)）：發(fā)送節(jié)點(diǎn)利用循環(huán)冗余碼（CRC）計(jì)算一個(gè)幀校驗(yàn)序列，并將結(jié)果存入該字段。