基于PIC32上實現(xiàn)TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議和zigbee無線傳感器網(wǎng)絡的智能家
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項目背景
本文引用地址：http://2s4d.com/article/201611/323184.htm
隨著物聯(lián)網(wǎng)的熱潮的到來，2010年國內(nèi)許多省市紛紛發(fā)布的《物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃》，物聯(lián)網(wǎng)附屬領域智能家居的發(fā)展也得到了非常大程度的推進。由于物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，所以在項目設計中我們將智能家居內(nèi)部的傳感器網(wǎng)絡連接至控制核心PIC32，PIC32通過控制網(wǎng)絡模塊，按照TCP/IP協(xié)議來實現(xiàn)PIC32的Web服務器功能，使得可以通過手機、電腦的瀏覽器來遠程訪問該web服務器，并以點擊鏈接的形式，控制用電器。這種嵌入式Web服務器的低功耗和高可靠性，使其特別適合作為家庭小型Web服務器控制。
二、需求信息
擬采用的平臺：
cerebot 32M×4
兩個Digilent PMOD 產(chǎn)品：
PmodNIC——網(wǎng)絡接口控制器
PmodSF-Serial Flash Rom，16或128Mbit
三、項目總概
此次項目，我們計劃通過網(wǎng)絡實現(xiàn)對家居環(huán)境的遠程監(jiān)控。
通過分布于房屋各處的傳感器對房屋內(nèi)外的環(huán)境參數(shù)進行采集，獲得的數(shù)據(jù)通過ZigBee網(wǎng)絡或有線連接匯總到此次項目的總控板Cerebot_32MX4上；
Cerebot_32MX4按照TCP/IP協(xié)議來實現(xiàn)與Web服務器的鏈接，通過Web達到遠程終端設備（PC、手機等）同Cerebot_32MX4間的數(shù)據(jù)傳輸；
Cerebot_32MX4可以將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給PC和手機，讓人們在任何能夠連接上網(wǎng)絡的地方就能了解家中的情況，并對家中的設備進行遠程遙控，比如：控制草坪、花園中的灑水系統(tǒng)給花草澆水。在到家前提前10分鐘開啟空調(diào)，讓到家時能夠馬上享受到舒適的溫度。同時，人們在家時也可以利用該方法控制身邊的設備，使房屋實現(xiàn)智能化；
Cerebot_32MX4也可以自己對采集到的數(shù)據(jù)進行處理，實現(xiàn)家中設施的自動控制，同時可以通過PC、手機對自動控制的參數(shù)進行設置
系統(tǒng)整體框圖如下：
四、硬件設計
（1）家庭內(nèi)部信息的采集擬采用Zigbee節(jié)點組成傳感器網(wǎng)絡，其中一個Zigbee節(jié)點作為總的傳感器采集點，與PIC32有線連接，其余Zigbee節(jié)點采用無線通信方式與總節(jié)點進行傳感器信息的傳遞。
ZigBee技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術，其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。
本項目中，無線通信技術的應用將很好的解決數(shù)據(jù)采集點分散、設備不集中的問題。
ZigBee在低耗能方面表現(xiàn)突出，明顯由于藍牙跟WIFI。有關材料表明，2節(jié)5號干電池可支持1個節(jié)點工作6～24個月,甚至更長。因此，通過配置小型太陽能電池板的方式即可對ZigBee節(jié)點進行充電，保證其正常的運行。
ZigBee具有大規(guī)模的組網(wǎng)能力，非常適合于大規(guī)模的數(shù)據(jù)采集，解決了智能家居系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集點多的問題。
（2）傳感器網(wǎng)絡連接至PIC32控制板，PIC32通過控制網(wǎng)絡模塊，按照TCP/IP協(xié)議來實現(xiàn)PIC32的Web服務器功能。
TCP/IP通信協(xié)議以其高效、可靠、通用性獲得了世界范圍的廣泛使用。
本項目采用Cerebot 32M×4為控制核心，在其中通過軟件方法實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議的通信功能，通過進一步的擴展，在其上搭建起HTTP，F(xiàn)TP，TELNET等高級網(wǎng)絡功能。
利用TCP/IP協(xié)議中的UDP、IP、ARP及簡單的應用層協(xié)議實現(xiàn)單片機的網(wǎng)絡互連，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，同時擴展數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行О霃健?
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