基于ZigBee自组网络的智能家居系统设计

王刚，王楚楚，余亚东，金宝根

（绍兴文理学院 数理信息学院，浙江绍兴，312000）

0 引言

随着计算机网络的快速发展和科学技术的全面进步，人们对生活的便捷性要求越来越高，万物互联的时代慢慢来临，更加智能的日常已经成为必然。然而由于传统家居布线复杂、安装维护成本高昂且存在安全隐患等问题，使得智能家居无法真正实现。因此本系统在短距离通信中查找可行方案。通过对比 ZigBee、WiFi、蓝牙、超宽带通信（UWB）、近场通信（NFC）等等无线传输技术，发现ZigBee通讯技术作为一种基于IEEE802.15.4协议的短距离无线通信技术，具有功耗低、复杂度低、成本低等特点，是取代传统家居布线方案的极好的一种选择[1]。因此本系统决定采用ZigBee通信组建局域网络，作为智能家居系统的通讯网络。至于嵌入式Web服务器，常用的有Boa、GoAhead和Thttpd三种，经过对比虽然各有优势，但考虑到本设计的需求，Boa服务器具有功能强，速度快，安全性高，占用资源少的功能特点，十分适合资源相对有限的嵌入式系统，因此本方案采用的家庭网关选用了Boa服务器，并采用CGI设计与HTML客户端通信，从而实现客户端对本地家电的操控以及环境监测[2]。

1 系统设计

此系统除了M0端并没有设置其他ZigBee终端节点，因此以M0上的风扇、LED等外设作为家电控制的终端节点进行演示。如下图所示系统整体分为三个部分，M0端负责对环境参数进行采集显示，家庭网关充当服务器的作用、网页客户端用于人机交互。其中自组家庭通信网络由ZigBee协调器及其终端节点构成，协调器在家庭网关（A7）及终端节点（M0）之间充当连接桥梁的角色，实现了将M0端采集到的数据信息上传到家庭网关，同样将用户端的操作指令通过家庭网关下传到各终端节实现控制家电的开关。……