基于ZigBee技术的智能家居系统内部组网
世界上第一幢智能建筑1984 年在美国出现后，家居环境智能化已成为当前的社会主流，随着人们生活节奏的加快和生活压力的加大，智能家居成为人们追求舒适生活的必要途径。智能家居网络是指在家庭内部通过一定的传输介质（ 如电力线、双绞线、同轴电缆、无线电、红外等） 将各种电气设备和电气子系统连接起来，采用统一的通信协议，对内实现资源控制，对外能通过网关设备与外部互连进行信息交换的网络系统。文中提出了通过ZigBee 无线组网技术构建智能家居系统底层网络的方案。目的在于使智能家居系统的底层网络构建变得简单快速，进而使整个智能家居系统具备快速部署和易扩展的特性。
1 网络结构概述
文中设计的智能家居系统基层网络采用ZigBee无线组网技术实现家居系统内部网络，基础网络结构采用星型拓扑结构。通过ZigBee 无线通讯模块与智能家电以及传感器构成家居内部网络的终端设备； 使用FFD（ Full Function Device） 设备为家居内部ZigBee网络的中心协调器，负责建立和维护网络； 在中心协调器与中央控制服务器之间使用RS232 串口通信实现连接，并通过PC 机与互联网相连，系统结构如图1 所示。作为智能家居系统的底层基础网络，家居内部ZigBee 无线网络可以实现的功能有： （ 1） 收集家庭环境内部的数据和信息。（ 2） 对于终端设备上传的简单情况做初步的预处理。（ 3） 汇总基础网络信息，通过RS232 串口通讯协议将数据上传到中央控制服务器。
图1 系统结构图
2 ZigBee 技术
ZigBee 是基于IEEE802. 15. 4 标准制定的一种短距离、低功耗的无线个人网络通信协议，具有近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本的特点。
ZigBee 协议栈是以OSI（Open Systems Interconnection）七层结构为参考建立起来的，为简化协议栈，ZigBee 协议栈由4 个层结构组成，即物理层、MAC 层、网络层和应用层，ZigBee 协议栈结构如图2 所示。
图2 ZigBee 协议栈结构图
（ 1） 物理层： 主要功能是启动和关闭无线电收发机、当前频道内的能量监测、接收包连接质量指示、为CSMA - CA 确认清除频道、频道频率选择、数据传输和接收。
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