基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智慧家庭系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、智慧家庭的概念早在十多年前就曾被提出，由于受到當時技術(shù)的限制，高昂的成本，使得其無法完全實現(xiàn)。隨著系統(tǒng)集成技術(shù)、微電子機械系統(tǒng)（MEMS）、片上系統(tǒng)、無線通信技術(shù)、低功耗的嵌入式技術(shù)等的提出，可以實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸，所以使得無線傳輸室內(nèi)的溫度、濕度等其他環(huán)境信息成為可能。為了實現(xiàn)智能感知、智能報警和智能判決，本文介紹了室內(nèi)智慧家居的環(huán)境信息采集系統(tǒng)以及設(shè)計了專門的傳感器節(jié)點。
　　智慧家居環(huán)境信息的采集分為短距離和遠距

2、離兩部分，室內(nèi)部分選用短距離無線收發(fā)模塊進行數(shù)據(jù)的收發(fā)，如煙霧傳感器被放置在廚房里，溫度傳感器被放置在客廳里，熱釋電紅外傳感器放置在安全門外面，各采集節(jié)點將采集到的數(shù)據(jù)信息利用無線模塊發(fā)送到上位機主控制上（中心節(jié)點），實時的顯示室內(nèi)的溫度等信息。室外部分可以通過安裝GSM短信模塊，實現(xiàn)遠距離的無線數(shù)據(jù)傳輸。
　　本系統(tǒng)設(shè)計了一種基于單片機和nRF24L01+無線模塊的智慧家庭無線監(jiān)測系統(tǒng)，該部分的硬件電路選用STC89C52作為微

3、處理器芯片，選用無線模塊nRF24L01+進行短距離的數(shù)據(jù)收發(fā)，DS18B20溫度傳感器、煙霧傳感器MQ-2、PIR（熱釋電紅外傳感器）及DS1302時鐘芯片。本系統(tǒng)利用溫度傳感器檢測室內(nèi)的溫度情況，并通過液晶實時顯示；利用煙霧傳感器和PIR分別來檢測室內(nèi)的可燃氣體濃度信息和是否有外人趁戶主不在時破門而入進入房間等異常信息情況的檢測；并將采集到的數(shù)據(jù)信息，通過無線傳輸模塊發(fā)送至上位機主控制單元進行超限判斷，若超限，則將超限的報警信號通過

4、GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至指定接收號碼上并同時驅(qū)動蜂鳴器產(chǎn)生報警聲音，以達到及時地通知戶主采取相應(yīng)救助措施，從而實現(xiàn)家庭安全報警的智慧化。軟件上采用時分多址的技術(shù)避免多節(jié)點無線通信沖突等問題。
　　最后在整個系統(tǒng)測試上，測得的溫度數(shù)據(jù)精度高且準確，并且無線模塊通信的距離遠近也得到更精確的數(shù)據(jù)。對各采集節(jié)點數(shù)據(jù)的采集，通過自制的二極管小模塊驗證了各傳感器的有效性；并利用兩個無線模塊所分別連接的單片機，在液晶上實時顯示室內(nèi)的溫度信息，通過與室內(nèi)