数字技术与应用
·信息科学
无线传感器网络在信息家居网络控制系统中的应用
潘惠惠
巢佳
(河海大学计京机与信息学院(常州)
江苏常州
213022)
【摘要]文章的月的是实现·种智能化，人性化的家居生活。基于无线传感器网络，提出了以星型网络结构为主体嵌人点对点网络结构为辅的Zigbee网络结构米实现智能家居生活。
【关键词]无线传感器网络
信息家居
[中图分类号]TP212
传感器节点
[文献标识码]A
1引
随着无线传感器网络技术的发展，无线信息家居系统将成为家庭网络的主流之，信息家居是利用控制技术、传感器技现代网络及无线通信技术将各种设施
术，
通过网络连接到一起，从面满足整个系统的自动化要求，能够提供更便捷的控制和管理。现代网络及尤线通信等先进技术，以自组多跳的无线网络方式实时监测各种环境或对象的信息，并可进行处理和控制，应用前景十分广阔。其中Zigbee作为种短距离范图内的无线网络通信技术，具有近距离、低功耗，低成本、低传验速率，兼有信息总采集，传输和处理的能力的特征，弥补了以往无线通信市场上低成本低功耗设备用于自动控制以及远程领域对网络节点进行实时控制和操级的空缺，面且能够很好地满足无线传感器网络要求。
2无线传感器网络
无线传感器网络综合了传感器技术，嵌入式计算机技术，分布式信息处理技术以及通信技术，能够通过各类集成化的微型传感器协作的实时监测、感知和采集环境和监测对象的信息，通过嵌人式系统对信息进行处理，并通过自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端。使用户完全理监测区域的情况并作出反应。典型的无线传感器网络结构由传感器节点、网关，互连网络和监控中心组成，传感器节点具有传感，信号处理和无线通信功能，它们既是信息包的发起者，也是信息包的转发者。通过网络自组织和多跳路由，特数据向网关发送，无线传感器网络利用现有的因特网、移动通信网和电话网，将室内环境参数、家电设备运行状态等信息告知住户，
使住户能够及
时厂解家居内部情况并对家电设备进行远，程监控，实现家座内部和外界的信息传递。无线传感器网络使住户不但可以在任何可以上网的地方通过Web测览器暨控家中的三表(水表、电表、煤气表)、电器(热水器、空调、电饭煲等）、安防系统（煤气泄露报警系统，外人侵人预警系统等），而且可通过测宽器设置命令对家电设备近程控制。
信息家居网络控制系统的设计 3
信总家居网络，是具有良好智能化特征的家庭网络，通过该家居网络人们可以随时监控和控制家居环境，实现安全监控
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数字技术与应用万方数据
[文章编号]1007-9416（2010)07-0112-01
等功能，并H通过Internet进行运程控制。其目林是将佳宅中各种家居设备联系起来，使它们能够自动运行，相互协作，为居住者提供尽可能多的便利和舒适。在信息家居无线网络中最基本的单元是无线传感器节点，它的功能是负责传感和对信息预处理，响应监控主机的指令发送数据。每一个传感器节点主要由4个系统组成：即由微处理器或微控制器构成的计算子系
用于无线通信的短距离无线收发电
统，
路，即通信子系统，将节点与物理世界联系起来，由一组传感器和激励装置构成的传感子系统：能景供应子系统。基于 Zigbee的无线传惠器网络技术的出现，为信息家居系统的设计带来了完美的解决方案。设备之间的数据流量尤需大流量、高带宽，Zigbee设备的低功耗和低成本延长了设备的工作时间，降低了整体的花销。信息家居系统的结构，它包括安防系统、照明控制系统和家电控制系统3个部分，每个部分都设置了一个核心节点。核心节点负收集来自本部分的设备子节点所果集的数据，并将所有数据汇集到控制中心，在这里我们把一台装有Web服务器的 PC机作为控制中心PC控制中心既允当连接Internet的网关功能，又对整个家居网络系统进行控制，由于其内嵌入Web服务器，可以方便地进行远程访问，进面可以通过外部网络选程访问和控制警个信息家居系统。Zigbee传感器节点是信息家居网络中基本单元，它的功能是负责传感和信息处理，响应监控主机的指令发送数据。在硬件设计方面，考虑到系统中节点处理信息量和功能的不同，对不同位置的节点采用不同的硬件。我们知道在Zigbee 标准中，为适应低成本和低能量消耗的要求，Zigbee定义了两种功能器件：全功能器件(FFD)和简化功能器件(RFD)。全功能器件，拥有足够的存储空间来存放路由信息并且处理能力也相应增强，支持任何拓扑结构，可以成为网络协调器，能和任何设备通信；简化功能器件，内存较小，功耗低，只用在星型拓扑中，不能成为网络协调器，只能和网络协调器通信。全功能器件主要起若网关的作用，而简化功能器件是最基本的传感器节点。只有FFD节点才能成为网络的路由节点，网关是实现家庭网络和外网的连接口，这样我们可以通过Internet来对家庭网络中的网络协调器进行指令传输，有了该系统我们可以通过
行监控。网络协调器，实现对嵌入在家用电器中的控制节点进行指令控制，从而实现对家用电器的远程无线控制，同时它还需多种通讯协议转换功能，在Zigbee实现的信息家居中我们应用Getway设备因为它集成了网关和控制功能。在信息家居中我们实现的是对家用电器的信息化，就是通过嵌入电器中的控制节点来实现达些功能，但是家用电器根据其功能和作用可以分为智能家电和非智能家电。智能家电就像空调，它可以在温度达到其设定的温度时转为睡联状态。非智能家电就像电视我们不仪仪实现开关机，还要加入一些复杂的指令来实现选台一费别的功能。因此我们把节点分为简单的控制节点和复杂的控制节点两类，简单的控制节点就是实现开关功能，复条的控制节点不仪要实现开关功能还要实现电器的一些复杂功能。区分了简单的控制节点和复杂的控制节点，可
以减少成本和提高网络的效率。 4结语
基于无线传感器网络技术组建的信息家居网络能够对家居环境进行很好监控，组网方便，而月能够将嵌有无线传感器家居同互联网相连，能够实现远距离控制，家居网络为我们提供了一个舒适，方便和人性化的信息家居环境。随着计算机技术，整制技术、图像显示技术、通信技术的不断发展，通过现有的因特两实现这程控制越来越普追，组建尤线传感器网络技术的信息家居系统，可以满足低成本、低功耗，易操作、易安装，易扩充的设计思路，并且系统安装方便，适用范围广，具有微好的实用价值。
[参考文献]
[1]纪晴，基于ZigBee无线传感器网络的智能家居系统，计算机工程与设计2008， 12
[2]陈林星.无线传感器网络技术与应用[M].电子工业出版社，2009.
[3] ZigBee Specification[EB/OL].http://www.ZigBee.org.
[4]周洪，胡文山，张立明，卢亦族，智能家居控制系统[M].北京：中国电力出版社， 2006.1.