ZigBee模塊采用全功能設(shè)備(FFD)類型，它在智能家居系統(tǒng)中承擔(dān)著網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的角色，可提供信息的雙向傳輸，以連接智能家居系統(tǒng)中其它精簡(jiǎn)功能設(shè)備(RFD)。
CC2430芯片延用了以往CC2420芯片的架構(gòu)，在單個(gè)芯片上整合了ZigBee射頻(RF)前端、內(nèi)存和微控制器。它使用1個(gè)8位MCU(8051)，具有128KB可編程閃存和8KB的RAM，還包含模數(shù)轉(zhuǎn)換器、4個(gè)定時(shí)器、AES-128協(xié)同處理器、看門狗定時(shí)器、32kHz晶振的休眠模式定時(shí)器、上電復(fù)位電路、掉電檢測(cè)電路，以及21個(gè)可編程I/O引腳。
CC2430芯片采用0118μm CMOS工藝生產(chǎn)，工作時(shí)的電流損耗為27mA;在接收和發(fā)射模式下，電流損耗分別低于27mA或25mA。CC2430的休眠模式和轉(zhuǎn)換到主動(dòng)模式的超短時(shí)間的特性，特別適合那些要求電池壽命非常長(zhǎng)的應(yīng)用。
CC2430帶有2個(gè)強(qiáng)大的支持幾組協(xié)議的US2ART通信接口，通過(guò)此通信接口中的一個(gè)，S3C2410X處理器可以對(duì)CC2430進(jìn)行寫入或讀取配置信息，也可以收發(fā)數(shù)據(jù)。CC2430芯片集成了CRC和數(shù)據(jù)完整性檢查等功能，減少了程序員編程的工作量，加快了通信的速度，減少了能量消耗。同時(shí)，芯片還采用了CS2MA-CA技術(shù)來(lái)避免數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突，減少了一部分不必耍的能量消耗。因此CC2430芯片具有超低的能耗，其使用壽命可以年來(lái)計(jì)算，價(jià)格便宜，符合傳感器網(wǎng)絡(luò)需要大量分布節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)。
控制器通過(guò)RS-232接口利用Zigbee模塊采集各種家電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)并接收各種故障報(bào)警信息。
能家居控制器的功能
智能家居控制器操作系統(tǒng)選用開(kāi)源的嵌入式Linux操作系統(tǒng)，通過(guò)裁減后移植到控制器硬件平臺(tái)上。該智能家居控制器將Linux，ARM系統(tǒng)、手機(jī)模塊和ZigBee模塊組成一個(gè)整體，構(gòu)成了一個(gè)功能齊全的嵌入式系統(tǒng)，利用ZigBee技術(shù)輕松實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部多節(jié)點(diǎn)的無(wú)線連接。智能家居控制器的功能為
(1)采用ARM架構(gòu)的32位嵌入式RISC處理器和開(kāi)源的嵌入式linux操作系統(tǒng);
(2)是智能家居控制系統(tǒng)的控制中心，也是家居系統(tǒng)中信息家電平臺(tái)的網(wǎng)關(guān);
(3)遇盜搶或疾病，按緊急按鈕，自動(dòng)向管理中心報(bào)警;
(4)以家庭為單位配置，利用液晶屏顯示小區(qū)通知、系統(tǒng)各部分工作狀況及數(shù)據(jù);
(5)利用ZigBee傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)各種故障報(bào)警數(shù)據(jù)(火災(zāi)、煤氣泄漏等)，并自動(dòng)通過(guò)手機(jī)模塊發(fā)給用戶或小區(qū)管理中心;
(6)通過(guò)以太網(wǎng)(或RS-485)與小區(qū)管理中心通信;
(7)通過(guò)控制器上的無(wú)線ZigBee模塊與家居系統(tǒng)中各子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊，對(duì)多種家電設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的控制;
(8)用戶可通過(guò)Internet遠(yuǎn)程監(jiān)控家庭中的多種家居設(shè)備。
智能家居控制器通過(guò)ZigBee模塊采集各種家用電器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)并將各種故障報(bào)警數(shù)據(jù)存入到數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中;對(duì)故障報(bào)警優(yōu)先處理，通過(guò)手機(jī)模塊自動(dòng)發(fā)送短信息到用戶手機(jī)或者小區(qū)物管，并將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，以便對(duì)各種信息進(jìn)行進(jìn)一步的分析和統(tǒng)計(jì)。在這里數(shù)據(jù)庫(kù)成為了連接前后臺(tái)的中間件，存儲(chǔ)狀態(tài)數(shù)據(jù)供遠(yuǎn)程監(jiān)控和本地LCD顯示，同時(shí)接收瀏覽器和本地鍵盤輸入，由通信程序、CGI程序完成控制命令的下傳及運(yùn)行狀態(tài)的上傳;同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)還需實(shí)現(xiàn)故障的分析統(tǒng)計(jì)和查詢。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們采用嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)SQLite以滿足系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)傳遞、數(shù)據(jù)共享的要求。
控制器的軟件主要分為4個(gè)模塊：與數(shù)據(jù)采集接口的通信程序、故障報(bào)警程序、本地的人機(jī)交互程序和遠(yuǎn)程控制程序。為了使用用戶可以在Internet上通過(guò)瀏覽器控制智能家居網(wǎng)絡(luò)，需要在控制器(數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān))上架設(shè)Web服務(wù)器與用戶進(jìn)行通信，并通過(guò)CGI接口調(diào)用后臺(tái)CGI程序。CGI程序在Web服務(wù)器和控制程序間建立聯(lián)系，調(diào)用具體的控制程序、實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的制定操作。它監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，隨時(shí)隨地的都能知道網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)備的狀態(tài)并控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各種設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控在家庭網(wǎng)絡(luò)中也是非常重要的，使用戶可以隨時(shí)了解網(wǎng)絡(luò)的狀況，如設(shè)備的加入退出、設(shè)備的故障等等。
ZigBee技術(shù)彌補(bǔ)了低成本、低功耗和低速率的無(wú)線通信市場(chǎng)的空缺。智能家居在控制器硬件由先進(jìn)的ARM9嵌入式系統(tǒng)、手機(jī)模塊和ZigBee模塊組成;操作系統(tǒng)采用嵌入式Linux，家庭網(wǎng)絡(luò)采用ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，安全性好，系統(tǒng)功能完善，能夠適應(yīng)今后智能家居發(fā)展的需要。
