基于nRF905的智能家居系統設計

　　摘要：智能家居監測與控制系統由nRF905組建無線網絡，將各個單元和主控單元連接起來統一控制，實現對家居的安防控制、環境溫度的檢測、空氣換氣控制等功能；用戶可使用紅外遙控集中控制器來操控上述任意單元，輕松控制家居環境。

　　關鍵詞：智能家居；無線組網；nRF905；安防控制

　　在智能家居中，數字家庭網絡是安裝在家居中的一種通訊平臺，它具有一般通訊網絡所應具有的特點，同時考慮到它所安裝的地點是普通的私人家居和使用者是普通居民，所以它還具有自身獨有的需求和特點，包括安全性、可用性、可靠性、靈活性、易擴展性，使用的方便性、廉價性、標準化以及體積小、重量輕和安裝方便等。智能家居系統中家庭網絡技術主要分為兩類，一種是有線家庭網絡技術，另一種為無線家庭網絡技術。

　　隨著無線通信技術的發展，無線網絡比有線網絡具有通信范圍不受環境條件限制、網絡建設周期短、施工成本低、易于維護、可擴展性好等無可比擬的優點，使其逐漸取代有線網絡，成為智能家居網絡系統組網的首選。

　　1 智能家居系統結構

　　本設計主要由溫度檢測單元，門鎖開關檢測單元，通風換氣電機控制單元，電氣開關集中控制等單元構成；各單元通過無線技術組網，實現集中控制；無線網絡的組建部分采用了令牌環拓撲結構方式，能避免多個905模塊對信道的競爭和沖突，主控單元是在無線組網的基礎上，實現對各個單元運行狀態的監測和控制。用戶還可通過Intemet／GPRS遠程訪問智能家居控制系統，查看和控制其中的設備，系統結構圖如圖1所示。

　　2 智能家居單元的無線組網

　　由于nRF905射頻芯片本身是不帶組網協議，為了使智能家居中的中央控制單元和各個控制節點構成一個完整的通訊網絡，并使系統在每一時刻最多有一個設備（含主控單元）進行數據發送（避免信道的競爭和沖突），就需要編寫協議。設計中nRF905無線網絡組網方式采用令牌環總線方式。

　　2．1 系統傳輸的數據格式

　　系統傳輸的數據格式定義如表1所示：

　　目的節點地址（4字節）：該字段是數據所要發送到的節點地址，接收端通過識別該字段來判斷是否是發給自己的數據。

　　源節點地址（4字節）：該字段是發送節點的地址，接收端通過識別該字段來判斷是誰發來的數據。

　　令牌標志（1字節）：用于判斷接收到的幀是令牌、令牌回復還是普通數據幀。

　　幀體（27字節）：該字段信息為有效數據。

　　幀校驗（1字節）：發送節點利用循環冗余碼（CRC）計算一個幀校驗序列，并將結果存入該字段。