基于无线传感器网络的智能家居系统设计

李刚

【摘要】 随着人们的生活质量水平的提高，人们对生活品质的追求愈来愈重要。对于智能家居的系统设计需求也在加大。智能家居系统的设计中，在无线传感器网络技术的支持下，对系统设计优化就有着促进作用。本文主要就智能家居系统的设计原则和结构进行阐述，然后对无线传感器网络智能家居系统设计详细探究。

【关键词】 无线传感器网络 智能家居系统设计 设计原则

引言：智能家居的系统设计目标主要是能够为人们提供舒适健康的生活环境，在当前无线传感器网络的技术发展应用下，将其和智能家居系统设计进行结合，对优化系统设计就有着积极作用，加强对无线传感器网络的应用研究对实际就有着实质性意义。

一、无线传感器网络的智能家居系统的设计原则和结构

1.1无线传感器网络的智能家居系统的设计原则

智能家居的系统设计，是方便人们的日常生活以及提高人们生活品质的重要系统。尤其是讲智能家居系统和无线传感器网络进行有机结合，就能对系统的完善性和智能性进行加强。在无线传感器网络下的智能家居系统的设计，要能遵循科学化的原则，这样才能真正有助于提高系统设计的水平[1]。首先对智能家居系统设计的可行性以及实用性的原则要充分重视，并能够保障系统的经济性以及可行性。

无线传感器网络智能家居系统的设计工作实施，要注重遵循开放和标准性的原则，当前的智能家居的发展过程中，比较大的一个发展瓶颈就是系统设备标准问题，所以在具体设计工作中对此要充分重视。同时也要在系统设计的稳定可靠性层面加强重视，保障系统的应用作用充分发挥。

1.2无线传感器网络的智能家居系统的结构

无线传感器网络的智能家居系统的设计中，要注重和无线传感器网络技术的特征相结合，其中的网络规模法的特殊是无线传感器网络技术的重要特点，这就能够提高信息监测的精度，对单个传感器节点的依赖也能有效降低。无线传感器网络的特征当中自组织性的特征也比较重要，传感器节点部署位置是不能先进行确定的，在不同节点间的邻居关系也不可知，所以传感器节点具备自组织能力[2]。系统的架构方面，主要是IPV6协议的无线传感器结构，就含盖着网络协调器以及辅助协调器和终端设备。而网络协调器是比较核心的部分，要能有高强的计算能力和存储容量，这是对周围相应范围内Zigbee设备等探测的重要功能。

无线传感器网络智能家居系统的结构有多种，其中常见的有星型网络结构，这是通过主协调器等设备所组成的，拓扑结构也是单跳结构，主协调器要对整体网络建设以及管理负责，并是整体网络中心。除此之外，就是网状网络结构，这是平等原则的网络结构，网络当中节点以及和它通信范围内的全部节点能相互通信，在地位上是平等的，能有效降低数据发送功率和节点能耗，在自我恢复能力上也比较突出。还有就是混合网的结构类型，这是把星型结构和网状结构混合的一种结构类型。

二、无线传感器网络的智能家居系统的设计

无线传感器网络智能家居的系统设计过程中，对设备控制器的应用要注意，这是核心的部分，对网络组建有着积极作用对设备的管理控制也发挥着积极作用。网络数据传输是系统关键环境，合理路由协议能对网络能耗有效节约，能有效延长网络生命周期。在无线传感器网络的智能家居系统设计中，就要注重功能的完善化，传感器节点能刺激到温湿度信息和光照以及烟雾等信息，也要能够完成开关控制的功能。在对网络协调器节点设计方面，其中就涉及到无线通讯模块设计的内容，此次的无线模块芯片主要是采用CC2420芯片，这一芯片的数据速率能达到250Kbps，能高效完成点对多的组网。在通信设计方面，CC2420访问 FIFO 缓存区有两个寄存器—— RXFIFO 寄存器和 TXFIFO 寄存器，分别用来访问接收和发送 FIFO 缓冲区。无线通信的程序是通过系统初始化以及数据的发送和接收几个重要功能组成[3]。其中在对发送数据方面，主要就是在有发送数据的时候CC2420就会通过TXFIFO寄存器发送的数据包按照顺序来写到混存取TXFIFO当中，进行激活STXON或STXONCCA。而在对数据的接收功能方面，在芯片处在接收状态的时候，就会将数据保存在缓冲区当中，进行切换两个引脚值，处理器就读取寄存器，进行读取数据包。对无线传感器网络的智能家居系统的实际设计当中，对微处理器模块的设计也是比较重要的。由于是无线收发芯片，而采取的也是SPI总线作为数据以及控制信号传输载体，选择带有SPI总线微处理器，就有着较多内部资源，有着模数A/D转换以及总线发展控制器局域网CAN总线接口，对低功率的应用芯片就比较适应。

结语：总上观之，对无线传感器的智能家居系统的设计，就要注重功能以及设计原则，保障系统设计的功能在具体的应用中能得以充分发挥。在通过此次对无线传感器网络的智能家居系统设计研究下，就能为实际的系统应用提供参考依据，受到篇幅限制本文难以完善分析，希望能起到抛砖引玉的作用有待后来者居上。

参 考 文 献

[1] 张鸿恺. 基于无线传感器网络的智能家居系统设计[J]. 黑龙江科技信息. 2015（09）

[2] 于昕梅，彭鹤挺. 智能家居控制系统设计[J]. 电脑开发与应用. 2016（01）

[3] 侯俊，吳成东，袁中甲，周芸，张云洲. 基于ZigBee的智能家居安全监控系统研究[J]. 机电工程. 2017（01）