【摘要】當前，對于智能控制的設(shè)計和應(yīng)用越來越多，其優(yōu)勢非常突出，如：智能控制可以提供智能化的能源管理，讓企業(yè)無論身在何處都可對區(qū)域內(nèi)各種電器的用電量了如指掌;可以隨時關(guān)注環(huán)境狀態(tài)，并改善它的質(zhì)量;遠程在物業(yè)管理中心，對設(shè)備情況實時監(jiān)控;智能控制讓我們的生活省時、省力、省心。因此，本文針對面向ZigBee的控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用，給出了詳細的分析。

【關(guān)鍵詞】ZigBee;智能控制;遠程監(jiān)控

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，將傳統(tǒng)的internet和當前先進的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進行結(jié)合，已經(jīng)成為了全新的發(fā)展趨勢。嵌入式服務(wù)網(wǎng)關(guān)，不但是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要協(xié)調(diào)網(wǎng)關(guān)，更是遠程WEB不可缺少的服務(wù)器，實現(xiàn)兩個不同協(xié)議間的網(wǎng)絡(luò)通信。同時還可以將無線傳感器接入到internet網(wǎng)絡(luò)中，這樣物聯(lián)網(wǎng)概念的關(guān)鍵設(shè)備便由此實現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)網(wǎng)關(guān)在未來物聯(lián)網(wǎng)時代中，將扮演重要角色，起到非常關(guān)鍵的作用?？梢詫崿F(xiàn)感知網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)以及不同類型的感知網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，也可以實現(xiàn)廣域互聯(lián)實現(xiàn)局域互聯(lián)。

1、無線通信技術(shù)的選擇

在智能控制當中，對于無線系統(tǒng)的應(yīng)用，需要滿足的特征條件包括：穩(wěn)定、低功耗、容易進行擴展和并網(wǎng)[1]。其中，傳輸速度已經(jīng)不是應(yīng)用的關(guān)鍵點。當前，在智能控制當中，能夠采用的幾種無線方式以及特征，如表1 所示。

2、ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)的建立

2.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

2.2網(wǎng)關(guān)設(shè)計分析

對于網(wǎng)關(guān)的相關(guān)設(shè)計工作，需要實現(xiàn)廣域互聯(lián)，也需實現(xiàn)區(qū)域互聯(lián)，并且需具備廣泛的感知網(wǎng)接入和通信協(xié)議轉(zhuǎn)換能力，以便保障系統(tǒng)簡單便捷且具有非常強大的系統(tǒng)管理特征。在實現(xiàn)以上功能特征的同時，還能有效降低設(shè)備投入及維護成本，這樣才能有利于智能化的全面普及給予推廣[2]。

當前，服務(wù)網(wǎng)關(guān)組織（OSGi）的開放，正在對服務(wù)網(wǎng)關(guān)的規(guī)范進行制定，在相關(guān)規(guī)范當中涵蓋的技術(shù)特征包括：（1）一定要有獨立并且開放的平臺;（2）目標是成為一個標準;（3）需要的保密性要非常強;（4）要對各個類型的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)協(xié)議給予支持;（5）可靠性要有所保障。

OSGi標準從本質(zhì)上來說，屬于API的集合，也就是應(yīng)用編程接口的一系列集合，在這些API當中涵蓋了核心API以及可選API，兩者對OSGi網(wǎng)關(guān)規(guī)規(guī)范進行了構(gòu)建，如有必要，可以借用已經(jīng)制定Java標準，但需要關(guān)注的重點是怎樣將相關(guān)標準進行集成。

核心API對于服務(wù)傳輸、周期管理、資源管理、遠程服務(wù)管理，從屬可以有效執(zhí)行，全部核心API，可借助開發(fā)人員或者OSGi技術(shù)組進行構(gòu)建和完成。

可選API，對一基于HTTPWeb服務(wù)器輸出資源的機制進行了定義，同時也定義了客戶機和網(wǎng)關(guān)之間產(chǎn)生的交互作用和數(shù)據(jù)管理。

軟硬件：在 ZigBee無線模塊中能夠運行的ZigBee協(xié)議棧程以及在主處理器STM32中的能夠運行的嵌入式程序。如圖2所示。

3、本地局域網(wǎng)通信

本地局域網(wǎng)通信，如圖3所示。

4、ZigBee云平臺組建

云服務(wù)的智能控制系統(tǒng)構(gòu)建。云計算所提供的數(shù)據(jù)存儲非常可靠并且安全，用戶不需要對數(shù)據(jù)丟失的問題給予擔(dān)心，同時也省去了病毒入侵等一系列的麻煩;其次，云計算對于用戶端設(shè)備并沒有非常高的要求，使用十分便捷;云計算針對不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)應(yīng)用共享十分輕松;最后，云計算為網(wǎng)絡(luò)的使用提供了非常多的無限可能。例如：部署次數(shù)更快、客戶采用時間有所縮短。在智能控制領(lǐng)域當中，對于云計算的應(yīng)用，最突出的特點得到了非常完美的展現(xiàn)，是智能控制發(fā)展過程中非常強大的驅(qū)動力[3]。

5、工程實例應(yīng)用

工程在酒店每個客房當中對配置ZigBee網(wǎng)關(guān)，已房間為分區(qū)，實施分區(qū)管理。每個房間相當于一個子網(wǎng)絡(luò)。相互獨立的網(wǎng)絡(luò)，使得整個系統(tǒng)更可靠更安全，既不會相互影響，也不會出現(xiàn)大面積因設(shè)備故障而導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓的情況。

5.1設(shè)計概況

（1）無線組網(wǎng)。借助ZigBee技術(shù)，對智能控制子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進行了構(gòu)建，這樣便可以使網(wǎng)絡(luò)從有線轉(zhuǎn)變到無線，并進一步實現(xiàn)控制傳感器節(jié)點的效果。

（2）本地監(jiān)控。在客房當中，用戶只需對房間內(nèi)本地網(wǎng)關(guān)進行實時訪問操作，便可對現(xiàn)場進行監(jiān)控。

（3）遠程監(jiān)控。在控制中心，用戶只需要有PC機或者通過智能手機與網(wǎng)絡(luò)相連接，便可以遠程監(jiān)控智能控制系統(tǒng)。

（4）降低功耗。在客戶退房后，設(shè)備啟動休眠模式的應(yīng)用，可以使傳感器的正常應(yīng)用壽命得以延長，減少了更換電池的頻率。

5.2主要功能

（1）嵌入式系統(tǒng)，將替代傳統(tǒng)以PC構(gòu)建的智能控制網(wǎng)關(guān)，有效降低設(shè)備投入成本。

（2）對于人機交互界面的有效構(gòu)建，用戶控制傳感器會更加方便，并且查詢設(shè)備狀態(tài)或者更改等操作也更加便捷。

（3）遠程服務(wù)云平臺的有效搭建，用戶可以借助不同的終端，便可以對環(huán)境情況實施遠程查看，并且提供的人性化服務(wù)非常多、也十分便捷。

結(jié)語：

總之，通過比對分析組網(wǎng)的有效技術(shù)以及無線技術(shù)，最終對ZigBee作為智能控制的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進行了選定。針對智能控制系統(tǒng)框架的有效構(gòu)建，需要先對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)確定，之后才可完成整體設(shè)計等，接入外部網(wǎng)絡(luò)。當軟件和硬件的設(shè)計完成之后，連接好內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)和外部，最終保障內(nèi)外網(wǎng)實現(xiàn)互動，進而實現(xiàn)信息的有效交互。

參考文獻：

[1]張毅，張靈至，盧威.面向物聯(lián)網(wǎng)的ZigBee-紅外控制系統(tǒng)設(shè)計[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2013（05）：90-93.

[2]楊峰，朱凱，徐昕軍，等. Design of Interior Monitoring System Based on ZigBee Internet of Things-oriented%面向物聯(lián)網(wǎng)的室內(nèi)ZigBee監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].計算機測量與控制，2014，022（005）：1439-1441，1445.

[3]張毅，楊鵬博，郭權(quán). Design of streetlight control system based on the ZigBee network%基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的路燈控制系統(tǒng)設(shè)計[J].電子技術(shù)應(yīng)用， 2012， 038（010）：77-80.

作者簡介：

劉川琪，男，（1984.10-），本科，主要從事建筑電氣設(shè)計等工作。