1 ZigBee 技術特點

ZigBee技術是近年來新興的一種無線技術，相比以太網(wǎng).GPRS及CDMA等遠距離通信技術，具有短距離.低復雜度.低功耗.低速率.短時延.大容量.通信可靠性高等特點[3],與藍牙.WiFi等近距離無線通信技術相比，盡管傳輸速率低，但是具有功耗低，電池壽命長的最大優(yōu)點.ZigBee 采用的物理.MAC 層協(xié)議是IEEE 802.15.4,它工作在868 MHz,915 MHz 和2.4 GHz三種工業(yè)科學醫(yī)療(ISM)頻段，其中，2.4 GHz 頻段在全球免費使用.綜上所述，ZigBee技術的特點非常適合應用于智能家居系統(tǒng)，因此在紹興電力局智能小區(qū)試點中家庭物聯(lián)網(wǎng)采用ZigBee技術.

2 系統(tǒng)設計方案

本文的智能家居系統(tǒng)結構如圖1所示.

整個系統(tǒng)由智能家居的網(wǎng)關和ZigBee 無線網(wǎng)絡組成，主要實現(xiàn)對家電.照明系統(tǒng).安防系統(tǒng)的控制等功能.

3 智能插座

智能插座主要用于控制電視機.電冰箱等類似電器設備，它不僅具有普通插座的通斷功能，還具備計量.通信等功能，支持遠程管理，用戶可以根據(jù)實際應用需要進行選擇.智能插座主要由通信模塊.計量模塊.電源模塊.輸出控制電路.保護電路.按鍵電路和顯示模塊組成，主板電路芯片如圖2所示.

4 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議

4.1 數(shù)據(jù)鏈路層

本協(xié)議為主.從結構的半雙工通信方式.手持單元或其他數(shù)據(jù)終端為主站，智能插座為從站.每個智能插座均有各自的地址編碼.

通信鏈路的建立與解除均由主站發(fā)出的信息幀來控制.

每幀由幀起始符.從站地址域.控制碼.數(shù)據(jù)域長度.數(shù)據(jù)域.幀信息縱向校驗碼及幀結束符7個域組成.每部分由若干字節(jié)組成.

4.2 字節(jié)格式

每字節(jié)含8 位二進制碼，傳輸時加上一個起始位(0).一個偶校驗位和一個停止位(1)，共11位.其傳輸序列如圖3.D0 是字節(jié)的最低有效位，D7 是字節(jié)的最高有效位.先傳低位，后傳高位.

4.3 數(shù)據(jù)標識

4.3.1 數(shù)據(jù)標識結構

數(shù)據(jù)標識編碼用4個字節(jié)區(qū)分不同數(shù)據(jù)項，4個字節(jié)分別用DI3,DI2,DI1和DI0代表，每字節(jié)采用16進制編碼.數(shù)據(jù)類型分為7類：電能量.最大需量及發(fā)生時間.變量.事件記錄.參變量.凍結量.負荷記錄.

4.3.2 幀格式

幀是傳送信息的基本單元.幀格式如圖4所示.

4.3.3 數(shù)據(jù)傳輸形式

數(shù)據(jù)標識碼標識單個數(shù)據(jù)項或數(shù)據(jù)項集合.當請求訪問由若干數(shù)據(jù)項組成的數(shù)據(jù)集合時，可使用數(shù)據(jù)塊標識碼.實際應用以數(shù)據(jù)標識編碼表定義內容為準.

5 結語

本文在ZigBee技術的基礎上設計家庭物聯(lián)網(wǎng)技術，設計了一種結構簡單.成本低.性能高.功耗低的智能家居系統(tǒng).該系統(tǒng)已經(jīng)應用在紹興電力局的智能小區(qū)試點項目上，所設計的智能家居系統(tǒng)具有電力特色，可以完成電力業(yè)務的網(wǎng)絡計量.家庭用能信息管理.模式控制達到節(jié)約能源，減少能源消耗的目的.另一方面，智能家居具有可視對講.家電本地和遠程控制.安防報警等家居智能化設計，使用戶享受家居智能化的舒適和方便的同時，也可以實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保.降低家庭能源消耗，從而達到生活智能化的目標，為實現(xiàn)更好的智能家居系統(tǒng)提供了一個良好的解決方案。