李爭(zhēng)祥 宗海舟 占建龍

（通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518000）

0 引言

隨著無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，基于物物相聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things,IOT）引起了國(guó)內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，智能家居是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要表現(xiàn)方面，得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。隨著物聯(lián)網(wǎng)理論的深入發(fā)展，由于物聯(lián)網(wǎng)具有成本低、速度快、安裝方便、維護(hù)方便等特點(diǎn)，在家庭智能家居中占有重要優(yōu)勢(shì)。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)非常靈活，且安裝方便、容易排線(xiàn)布局，非常適合在家庭網(wǎng)絡(luò)中使用?？梢灶A(yù)計(jì)，無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)會(huì)進(jìn)一步智能化，在家庭無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中能夠快速發(fā)展[1]?；诩彝サ奈锫?lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)本質(zhì)上還是無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)，現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的應(yīng)用主要包括組網(wǎng)模式、訪(fǎng)問(wèn)控制、路由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)及跨層實(shí)際等核心技術(shù)，除了這些無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的共性理論和技術(shù)之外，家庭物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)還具有自身的特點(diǎn)，如低功耗、可靠傳輸、實(shí)時(shí)通信、可擴(kuò)展的無(wú)線(xiàn)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等[2]。隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，環(huán)境數(shù)據(jù)的泛在化能夠被物聯(lián)網(wǎng)全面感知，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行數(shù)據(jù)集成和設(shè)備管理。物聯(lián)網(wǎng)家居系統(tǒng)能夠?qū)Νh(huán)境進(jìn)行評(píng)估，跟蹤家居環(huán)境中的各個(gè)家電位置，對(duì)家居中的家電進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有自組織、技術(shù)實(shí)現(xiàn)方便、部署靈活等優(yōu)點(diǎn)，為家庭居住者提供更加智能、便利、安全的生活環(huán)境。

1 家庭物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究

在家庭物聯(lián)網(wǎng)中無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)具有傳統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的典型特征，比如自組織、多跳、低功耗等，而且由于家庭中存在著各種遮擋，這種遮擋會(huì)使網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸沖突、干擾等問(wèn)題。該文根據(jù)傳統(tǒng)的傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)理論，分析在物聯(lián)網(wǎng)、智能家居環(huán)境下對(duì)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的要求，對(duì)智能家居無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的原理框圖進(jìn)行研究，搭建框圖如圖1所示。研究智能家居無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的目的主要是在家庭物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下搭建網(wǎng)絡(luò)框架，在網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)過(guò)程中主要研究信道分配技術(shù)及信號(hào)可靠性傳輸。該文研究了一套面向應(yīng)用和家庭物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，其關(guān)鍵技術(shù)包括信道分配技術(shù)、多跳路由傳輸技術(shù)、介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù)等。

圖1 家庭物聯(lián)網(wǎng)功能框圖

1.1 信道分配技術(shù)

每個(gè)無(wú)線(xiàn)信道的數(shù)據(jù)質(zhì)量由信道探測(cè)決定，信道探測(cè)后將結(jié)果輸入信道模型進(jìn)行分析。滿(mǎn)足正常組網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)要求，在選擇信道時(shí)從現(xiàn)有信道地址中選擇最佳的無(wú)線(xiàn)信道地址。網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)，判斷當(dāng)前使用的通道是否因異常干擾而被頻繁使用。如果干擾影響通信系統(tǒng)的正常通信，把現(xiàn)有信道從可通信信道中移除，重新選擇最佳質(zhì)量信道作為現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)使用的通信信道。該過(guò)程可以保證無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性傳輸?；贗EEE802.15.4 通信協(xié)議，該研究選取2.4G 通信頻段，2.4G 是全球免費(fèi)ISM 頻率，在家庭環(huán)境中抗衰減能力強(qiáng)。

1.2 多跳路由傳輸技術(shù)

當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通信數(shù)據(jù)是樣本中定期生成并由每個(gè)傳感器連接器上報(bào)的傳感器信息。由于終端用戶(hù)能夠更加仔細(xì)地觀察數(shù)據(jù)連接，因此發(fā)送到網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)必須可靠，并且上述過(guò)程必須以較低的開(kāi)銷(xiāo)完成該過(guò)程[2]。為此，路由技術(shù)必須考慮許多問(wèn)題，例如在內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)和替代技術(shù)之間切換。為了管理上述成本，該研究采用了不同的多徑選路方法，如圖 2 所示。路由技術(shù)由許多模塊組成，如鏈接評(píng)估、數(shù)據(jù)檢索、路由表和選路模塊。其中，鏈路評(píng)估模塊用于計(jì)算與相鄰區(qū)域的連通性水平。出于不同的目的，它目前主要按照功能模式分為2 個(gè)部分：穩(wěn)定性評(píng)估和靈敏性評(píng)估。穩(wěn)定性估計(jì)用于維持通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的常規(guī)方法，而靈敏性估計(jì)用于提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)?？刂颇K接受多通道管理算法，使用每種方法以不同方式向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息。如果由于故障或連接級(jí)別降低導(dǎo)致路徑丟失，需要立即切換到另一個(gè)路徑以便繼續(xù)跟蹤系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

圖2 路由技術(shù)原理圖

1.3 基于混合式介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù)

介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù)的目的是為了解決同一信道存在網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)的問(wèn)題。目前，主要有2 種方法來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)中的信道競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題:基于載波偵聽(tīng)的CSMA 和基于時(shí)分多址的TDMA。分析2 種不同的介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù)，對(duì)比其優(yōu)缺點(diǎn)，該文采用CSMA 和TDMA 結(jié)合的混合組合方式，充分利用載波偵聽(tīng)可擴(kuò)展的優(yōu)點(diǎn)和時(shí)分多址的無(wú)沖突特征，這樣可以提高家居物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的可靠性傳輸和實(shí)時(shí)性傳輸。對(duì)于無(wú)線(xiàn)休眠設(shè)備，喚醒之前在TDMA 工作時(shí)隙開(kāi)始時(shí)重新啟動(dòng)正常操作。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，信道第一步是進(jìn)行CSMA 載波偵聽(tīng)，假設(shè)偵聽(tīng)到信道空閑，開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)，反之將數(shù)據(jù)隨機(jī)退回到某一空閑時(shí)隙并重新進(jìn)行CSMA 等待數(shù)據(jù)的下一步發(fā)送。在家庭的家居物聯(lián)網(wǎng)通信環(huán)境下，不同家電的通信采用時(shí)分多址訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù)，可以做到不同的設(shè)備之間不會(huì)存在互相干擾的現(xiàn)象，但是同一類(lèi)別的無(wú)線(xiàn)設(shè)備可能會(huì)一直隨機(jī)退回，所以總體上避免了信道之間的沖突。當(dāng)回退成功時(shí)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)記載該過(guò)程中的回退次數(shù)，以便為下次遇到網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)能夠?yàn)殡S機(jī)回退提供參考[3]。

2 家庭物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

家庭物聯(lián)網(wǎng)中無(wú)線(xiàn)通信模塊的設(shè)計(jì)屬于硬件設(shè)計(jì)。在硬件平臺(tái)的選購(gòu)中，需要結(jié)合智能家居的特殊控制需求，在滿(mǎn)足這些需求的基礎(chǔ)之上，選擇性?xún)r(jià)比較高的平臺(tái)設(shè)備，比如市場(chǎng)中有價(jià)格優(yōu)勢(shì)而且市場(chǎng)占有率也較高的設(shè)備。通過(guò)調(diào)查研究，在民用市場(chǎng)中飛思卡爾mcl3213 芯片相比較于NEC、微芯等公司的芯片性?xún)r(jià)比較高，因此選用該品牌作為硬件平臺(tái)。

MCl3213 的技術(shù)參數(shù)：低功耗處理器40MHzHCS08；60KBFLASH，4KBRAM，支持省電模式；8-10bit8 通道ADC 地址；支持802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)接收器的雙通道串行數(shù)據(jù)輸入，在QPSK 調(diào)制模式下可支持高達(dá)250kbps 的傳輸速度等。

2.1 硬件概述

硬件設(shè)計(jì)主要考慮了外圍的功能模型和無(wú)線(xiàn)射頻頻段的模型。在功能設(shè)計(jì)上，系統(tǒng)的主要對(duì)外接口有1 個(gè)串行接口、1 個(gè)無(wú)線(xiàn)接口以及許多通用的外部I/O 接口。

常見(jiàn)模塊比如SCSC-Nopa，包括陶瓷貼片天線(xiàn)。該模塊放大器增加了功率。

主要功能如下：1）用戶(hù)參數(shù)配置，用戶(hù)可以通過(guò)芯片軟件和端口軟件配置物理地址和遠(yuǎn)程地址、設(shè)備配置類(lèi)型、發(fā)射功率、網(wǎng)絡(luò)ID 等多種設(shè)備參數(shù)。2） 采用 ISM 頻段，SCSC 模塊的頻率使用的2.4 GHz 頻段。3）SCSC-Nopa最大的特色就是能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自組織修復(fù)，使用SCSCNopa 能夠自動(dòng)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，不需要任何外在的干預(yù)，能夠自行對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)和修復(fù)，從而達(dá)到穩(wěn)定通信網(wǎng)絡(luò)的目的。當(dāng)在無(wú)線(xiàn)通信中對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行添加刪除移動(dòng)等操作，網(wǎng)絡(luò)依然能夠借助SCSC-Nopa 模塊繼續(xù)工作，從而不會(huì)影響整個(gè)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的工作，保證可家居物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下各個(gè)家電智能設(shè)備的正常運(yùn)行。4）網(wǎng)絡(luò)容量大。SCSC系列模塊目前支持的最大路由區(qū)域?yàn)? 級(jí)，具有路由功能的區(qū)域允許多達(dá)20 個(gè)節(jié)點(diǎn)。5） SCSC 系列模塊的低功耗設(shè)計(jì)可適用于智能家居環(huán)境。

2.2 省電模式

Zigbee 協(xié)議定義了3 種類(lèi)型的節(jié)點(diǎn)，每個(gè)類(lèi)型是不同的配置模式：配置區(qū)決定了網(wǎng)絡(luò)配置。Zigbee 網(wǎng)絡(luò)上只有一個(gè) Zigbee 協(xié)調(diào)器。 Zigbee 路由可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。Zigbee網(wǎng)絡(luò)支持路由器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。Zigbee 端點(diǎn)對(duì)內(nèi)存大小和速度性能的要求較低。所有設(shè)備都可以與操作系統(tǒng)的組件完全通信。配置區(qū)、路由器節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)都可以是全功能區(qū)，但半功能區(qū)只能是子節(jié)點(diǎn)。全功能區(qū)與其他全功能區(qū)和半功能區(qū)進(jìn)行組合，可以進(jìn)行正常通信[4]。家庭物聯(lián)網(wǎng)中，根據(jù)智能家居要求的功能特點(diǎn)，要求該系統(tǒng)的低功耗節(jié)點(diǎn)是子節(jié)點(diǎn)。該子節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)定時(shí)和外部中斷進(jìn)行喚醒。

3 家庭物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

Zigbee 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議由 Zigbee 聯(lián)盟制定，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議IEEE802.15.4 指定了Zigbee 的物理層和鏈路層。它有如下特征：1）低數(shù)據(jù)傳輸速度。對(duì)于大多數(shù)低數(shù)據(jù)傳輸請(qǐng)求，速率只有10kps～250kps。 2）低功耗。根據(jù)低功耗，2 節(jié)固態(tài)電池可使用8～36 個(gè)月，而且可在任何使用電池的情況下使用。這一特點(diǎn)是Zigbee 的獨(dú)有優(yōu)勢(shì)[4]。3）成本低。交付率低，通信系統(tǒng)簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本可控。而且不收取專(zhuān)利費(fèi)用。4） 最大網(wǎng)絡(luò)容量。最多可支持6500 個(gè)節(jié)點(diǎn)。5）短延遲。平均延遲在15ms～30ms。6） 安全性。芯片自帶AES-128 加密算法。7） 有效路徑少。最小覆蓋范圍在 10m～75m。對(duì)于特殊應(yīng)用，可根據(jù)當(dāng)前要求調(diào)整傳輸容量（功放最大通信距離可增加到1000m 以上），滿(mǎn)足普通家庭和辦公室的需求。8）工作頻段設(shè)置方便。無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)系統(tǒng)主要有主機(jī)節(jié)點(diǎn)和外圍控制區(qū)。高級(jí)控制模塊可以完成發(fā)送和接收網(wǎng)絡(luò)配置和信息管理，控制工具專(zhuān)門(mén)用于控制各個(gè)受控端的觀看信息。創(chuàng)建管理信息以創(chuàng)建有效的家庭管理。這種通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)方法簡(jiǎn)單易用，網(wǎng)絡(luò)安全和傳輸非常容易，并且能夠保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可靠性傳輸。

3.1 工作流程

3.1.1 一級(jí)入網(wǎng)過(guò)程

將Zigbee 協(xié)調(diào)器打開(kāi)之后，把用戶(hù)設(shè)備的登錄信息上傳到無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中。此時(shí)網(wǎng)絡(luò)的外圍節(jié)點(diǎn)能夠監(jiān)聽(tīng)廣播信息，根據(jù)廣播信息來(lái)判斷網(wǎng)絡(luò)與該機(jī)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)簽是否一致。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，如果監(jiān)聽(tīng)到信號(hào)強(qiáng)度高于設(shè)置好的門(mén)限值，則分配網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)送入網(wǎng)成功報(bào)文和網(wǎng)絡(luò)地址與目的地址的對(duì)應(yīng)表[5]。同時(shí)表明設(shè)備成功訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)成功訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)包括設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址，網(wǎng)絡(luò)接收到該命令才表明設(shè)備訪(fǎng)問(wèn)成功。反之，入網(wǎng)失敗。

3.1.2 二級(jí)入網(wǎng)過(guò)程

一級(jí)路由節(jié)點(diǎn)成功入網(wǎng)后，會(huì)定期發(fā)布周期性的廣播入網(wǎng)信息。連接到網(wǎng)絡(luò)的外圍連接不偵聽(tīng)傳輸?shù)男畔⒉⒅甘揪W(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)是否相同。判斷相同，即接收到的設(shè)備信號(hào)強(qiáng)度大于預(yù)設(shè)門(mén)限值，網(wǎng)絡(luò)就會(huì)將一級(jí)路由節(jié)點(diǎn)發(fā)送命令進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。管理層首先指揮網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入應(yīng)用程序，并判斷網(wǎng)絡(luò)本身是否被標(biāo)記。如果信號(hào)強(qiáng)度相同，則確定信號(hào)強(qiáng)度是否大于預(yù)期。如果比預(yù)期長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)就會(huì)重新指派新的訪(fǎng)問(wèn)地址，發(fā)送輸入指令，并保存與網(wǎng)絡(luò)地址和物理地址對(duì)應(yīng)的關(guān)系表。如果小于該值，則發(fā)送失敗的網(wǎng)絡(luò)輸入命令。一旦提交時(shí)間結(jié)束，訪(fǎng)問(wèn)成功的設(shè)備會(huì)把相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址和物理地址發(fā)送給Zigbee 協(xié)調(diào)器，設(shè)備的位置信息也包含在其中。網(wǎng)絡(luò)對(duì)各個(gè)設(shè)備的位置分配不同的網(wǎng)絡(luò)地址，主要是根據(jù)節(jié)點(diǎn)類(lèi)型進(jìn)行匹配的，節(jié)點(diǎn)類(lèi)型主要包括路由節(jié)點(diǎn)和葉子節(jié)點(diǎn)[6]。進(jìn)入三級(jí)網(wǎng)絡(luò)和三級(jí)節(jié)點(diǎn)的過(guò)程與進(jìn)入二級(jí)局域網(wǎng)的過(guò)程相似。

3.1.3 網(wǎng)絡(luò)維護(hù)

一旦子節(jié)點(diǎn)插入到網(wǎng)絡(luò)，它總是會(huì)向網(wǎng)絡(luò)中的父節(jié)點(diǎn)發(fā)送該設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)信息。對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，會(huì)自動(dòng)發(fā)送傳感器信息和子節(jié)點(diǎn)位置信息。 當(dāng)父節(jié)點(diǎn)收到這些網(wǎng)絡(luò)維護(hù)信息時(shí)，自動(dòng)收集網(wǎng)絡(luò)維護(hù)信息并上傳給Zigbee 協(xié)調(diào)器。如果父節(jié)點(diǎn)在連續(xù)4 個(gè)周期內(nèi)沒(méi)有收到子節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)信息，需要判斷該子節(jié)點(diǎn)是否從網(wǎng)絡(luò)中掉線(xiàn)。

3.2 程序流程

操作系統(tǒng)使用多個(gè)線(xiàn)程并使用事件觸發(fā)機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)性能。設(shè)置類(lèi)型：協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)。不同的初始化方式有不同類(lèi)型的選項(xiàng)。節(jié)點(diǎn)信息的初始化包括本地地址、網(wǎng)絡(luò)地址、網(wǎng)絡(luò)ID、定時(shí)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信息的時(shí)間、時(shí)間分配、傳輸功率等。開(kāi)始時(shí)間包括CSMA 過(guò)期時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)廣播時(shí)間、預(yù)發(fā)布時(shí)間、端口時(shí)鐘時(shí)間、同步時(shí)間等。接收到beacon 處理：在網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)為空時(shí)設(shè)置，在網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)束時(shí)執(zhí)行同步功能，網(wǎng)絡(luò)連接兼容，網(wǎng)絡(luò)連接不活動(dòng)且連續(xù)信號(hào)強(qiáng)度大于預(yù)期。對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序：接收到的信息會(huì)有緩沖區(qū)分組，用于同時(shí)接收多個(gè)數(shù)據(jù)集，分別對(duì)緩沖區(qū)信息進(jìn)行處理。使用不同的命令數(shù)據(jù)方法和數(shù)據(jù)幀，執(zhí)行另一個(gè)過(guò)程來(lái)建立網(wǎng)絡(luò)安全信息。數(shù)據(jù)傳輸：一旦發(fā)送的數(shù)據(jù)被打包成標(biāo)準(zhǔn)格式，就會(huì)觸發(fā)數(shù)據(jù)傳輸功能。串口信號(hào)配置：如果要處理串口數(shù)據(jù)，會(huì)根據(jù)不同的串口信息進(jìn)行額外處理。配置信息用于修改主要配置信息，例如設(shè)備的物理地址、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)、傳輸功率等其他信息。按鍵系統(tǒng)：根據(jù)各自的功能使用不同的按鍵。

3.3 數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)

通信系統(tǒng)軟件可以通過(guò)串口調(diào)整配置模塊的設(shè)置。在網(wǎng)絡(luò)接入管理中，節(jié)點(diǎn)具有本地和遠(yuǎn)程配置切換功能，可以請(qǐng)求遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)狀態(tài)并控制信息的發(fā)送和接收。2 個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以使用。通過(guò)對(duì)設(shè)備的配置來(lái)執(zhí)行其安裝工作。該數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以進(jìn)行節(jié)點(diǎn)和非節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交互，可以通過(guò)串口和超級(jí)終端命令設(shè)置模塊參數(shù)。無(wú)線(xiàn)模塊根據(jù)操作模式分為非正常通信模式和正常通信模式。安裝高配置引腳或?yàn)g覽器是通信的正常狀態(tài)。如果不加以管理，可能為非正常通信狀態(tài)。

該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)使用Zigbee 串口命令集，集成了幀格式，包括幀頭、數(shù)據(jù)幀、位視圖3 個(gè)區(qū)域。幀頭為單字節(jié)，固定格式為 0xaa。 全局幀數(shù)據(jù)是可變的，最大254 字節(jié)。校驗(yàn)位為單字節(jié)，接受特殊的OR 異或方法，即利用異或方法找到結(jié)構(gòu)或所有幀格式數(shù)據(jù)。列出特定幀格式的活動(dòng)數(shù)據(jù)，包括3 個(gè)類(lèi)別，即命令、長(zhǎng)度和相關(guān)數(shù)據(jù)。對(duì)于用戶(hù)要執(zhí)行的命令來(lái)說(shuō)，高字節(jié)必須讀寫(xiě)，低字節(jié)代表命令。

4 結(jié)語(yǔ)

該文完成了家庭物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究工作，重點(diǎn)針對(duì)現(xiàn)有家庭物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)在當(dāng)前應(yīng)用中存在的不足進(jìn)行研究和改進(jìn)，比如沒(méi)有實(shí)時(shí)監(jiān)控到外圍節(jié)點(diǎn)是否始終在網(wǎng)、外圍節(jié)點(diǎn)維護(hù)不便等問(wèn)題。該文僅對(duì)家庭物聯(lián)網(wǎng)智能家居的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)做初步探討。隨著傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件與信息處理技術(shù)的飛速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將不斷發(fā)展壯大，并得到越來(lái)越多的應(yīng)用。智能家居在物聯(lián)網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用，應(yīng)用前景廣闊。