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数字家庭其中一个基本目标是为人们提供舒适、安全、方便和高效率的生活环境。这涉及到诸多设备信息和控制信号的调用和传输,而这些信息和信号对带宽的要求并不敏感;另外,由于家居控制应用种类繁多,使用的时间和地点比较机动,所以要求有一套统一的通讯网络能够有效管理和支撑此类应用所涉及的设备信息和控制信号。现有的控制网络技术,如RS232、RS485、KNX等现场总线技术,对不断变化更新的家庭生活需求已经有点力不从心,而目前比较流行的无线WiFi技术由于成本高企和能耗等制约因素影响了其在控制网络中的大规模应用。
本研究专门针对数字家庭的灵活方便以及低成本的特性,设计研制开发基于ZigBee通讯技术的数字家庭控制网络系统平台。
在统一的数字家庭骨干网的基础上,控制网络应具备两个基本功能:(1)对家用电器和其他设备的控制、调节和监控;(2)通过对外的接口,实现远程控制和信息交换.其核心,是实现把家用设备与后台的管理系统的对接。
本报告项目采用zigBee国际标准的无线技术设计,实现一整套数字家庭控制网络方案。主要工作包括:为家电终端设计研发无线通讯模块,研究设计并开发实现ZigBee网络和TCP/IP网络间通讯的网络基站,设计开发后台管理系统。该设计方案实现了对家庭设备的通讯及控制,在控制基站上实现了ZigBee和TCP/IP的协议转换,在后台服务器实现了管理系统的搭建和数据库的对接。上述工作的统一和有效集成,实现了控制网络中家用设备与后台的管理系统的对接。
本研究解决的技术难点主要有四项:(1)控制终端通讯模块的能源管理问题;(2)通讯模块基于zigBee协议的组网问题;(3)窄带通讯协议与宽带通讯协议的转换问题;(4)系统集成问题。
本研究的完成解决了数字家庭控制网络特别是2.4GHz无线通讯与TCP/IP通讯对接的技术疑难,为基于ZigBee技术的数字家庭控制网络的搭建奠定了技术和工程的基础,也为基于控制网络的数字家庭多业务系统的建设铺设了通讯平台。