基于nRF905的智能家居系統(tǒng)設計

摘要：智能家居監(jiān)測與控制系統(tǒng)由nRF905組建無線網絡，將各個單元和主控單元連接起來統(tǒng)一控制，實現(xiàn)對家居的安防控制、環(huán)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(huán)境。
關鍵詞：智能家居；無線組網；nRF905；安防控制

在智能家居中，數(shù)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(tǒng)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(fā)展，無線網絡比有線網絡具有通信范圍不受環(huán)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(yōu)點，使其逐漸取代有線網絡，成為智能家居網絡系統(tǒng)組網的首選。

1 智能家居系統(tǒng)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(xiàn)集中控制；無線網絡的組建部分采用了令牌環(huán)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(xiàn)對各個單元運行狀態(tài)的監(jiān)測和控制。用戶還可通過Intemet／GPRS遠程訪問智能家居控制系統(tǒng)，查看和控制其中的設備，系統(tǒng)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(xié)議，為了使智能家居中的中央控制單元和各個控制節(jié)點構成一個完整的通訊網絡，并使系統(tǒng)在每一時刻最多有一個設備(含主控單元)進行數(shù)據(jù)發(fā)送(避免信道的競爭和沖突)，就需要編寫協(xié)議。設計中nRF905無線網絡組網方式采用令牌環(huán)總線方式。
2．1 系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式
系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式定義如表1所示：

目的節(jié)點地址(4字節(jié))：該字段是數(shù)據(jù)所要發(fā)送到的節(jié)點地址，接收端通過識別該字段來判斷是否是發(fā)給自己的數(shù)據(jù)。
源節(jié)點地址(4字節(jié))：該字段是發(fā)送節(jié)點的地址，接收端通過識別該字段來判斷是誰發(fā)來的數(shù)據(jù)。
令牌標志(1字節(jié))：用于判斷接收到的幀是令牌、令牌回復還是普通數(shù)據(jù)幀。
幀體(27字節(jié))：該字段信息為有效數(shù)據(jù)。
幀校驗(1字節(jié))：發(fā)送節(jié)點利用循環(huán)冗余碼(CRC)計算一個幀校驗序列，并將結果存入該字段。