家庭节能无线传感器网络系统的设计

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家庭节能系统框图如图所示。

图 采用ZigBee网络技术家庭节能系统

从图我们看出，家庭中的电器，包括空调，洗衣机，冰箱等，构成一个典型的无线传感器网络，通过能源管理网关和安装在户外的无线转发路由器，实时传输到能源公司电脑化管理网络和数据库，实现对家庭能源的管理。

设计任务包括设计嵌入到家电内部的无线传感器网络单元(无线节点)，家庭无线显示单元和家庭能源控制单元(无线节点或者无线路由器)，能源管理网关(无线网关)等。

首先，我们采用无线龙WSN无线传感器开发系统平台提供的多个无线SoC模块(内含CC2430等无线单片机)，下载TI ZigBee协议栈和聪明能源相关代码，进行无线通讯效果，可靠性评估，该软件包是有TI公司免费提供(经过无线龙工程师的实际测试和评估)，可以免费用于技术开发，图2是软件结构。



图2 ZigBee聪明能源软件包

使用强大的KEIL和IAR编译开发环境，在线仿真器等调试工具，完全开源的ZigBee协议栈软件，应该可以很快完成无线节点和路由器，网关的性能评估，通讯可靠性评估和ZigBee无线通讯代码开发。

然后我们可以仍然直接使用这些无线SoC的模块，添加我们的应用设计，例如LED和LCD显示部分，可以显示实时的电费是多少，家里有没有能源浪费等。同时设计相关我们需要的控制电路，如开关控制，电机控制，以在需要时，对空调器等电器，进行节能控制。

由于在很多厂商提供的开发工具中，都有一套网络协议分析监视仪，我们可以在测试过程中，清楚的监视到各种在空气中的传输的无线包装内容，从而很快确定我们的无线通讯软件代码是否正确。

由于使用现成的高频模块，我们避免了在入门时涉及高频技术的困难，而是将主要精力集中到最主要的方向，我们的应用代码和我们的应用需要的硬件设计，这样就大大加快了系统产品化的进度；对于客户订单中，产品最后使用的无线模块，我们可以容易的找到OEM专业厂家来生产完成。如果一切顺利，3－4个星期，这个 ZigBee家庭节能系统，有希望完成。