GPRS与ZigBee在智能家居安全防范中的应用
基于ZigBee-GPRS技术的物联网智能家居系统设计
基于ZigBee/GPRS技术的物联网智能家居系统设计摘要：本文提出了一个基于zigbee/gprs技术的智能家居系统的具体实施方案。
重点阐述了zigbee无线通信技术适用于智能家居系统的原因及软硬件设计方案。
该系统通过gprs接入internet，可以实施与家庭网关的无线通信，实现了传感网与电信网络之间的数据传输、不同类型感知网络之间的协议转换，具有良好的应用价值和市场推广价值。
关键词：物联网 gprs zigbee 智能家居家庭网关一、引言物联网是一种通过射频识别（rfid）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网就是“物物相连的互联网”。
第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。
二、物联网智能家居系统的核心技术（一） zigbee技术在智能家居系统中，无线网络技术应用于家庭网络已成为势不可挡的趋势，这不仅仅因为无线网络可以提供更大的灵活性、流动性，省去了花在综合布线上的费用和精力，而且它更符合于家庭网络的通讯的4个特点：①传输的数据量小；②信息的实时性高；③网络的容量大；④数据安全可靠。
同时随着无线网络技术的进一步发展，尤其zigbee技术的成熟，必将大大促进家庭智能化、网络化的进程。
zigbee是ieee 802.15.4协议的代名词。
根据这个协议规定的技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术。
它有自己的协议标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。
这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。
表1给出了上述几种短距离无线通信技术在通信距离、功耗、传输速率、连接设备数上的差别和性能比较。
ZigBee技术在智能家居中的应用.ppt
▪
ZigBee网络中终端产品与网关组网很方
便，下面以南京物联传感技术有限公司研制
无线红外入侵探测器、无线门窗磁探测器与 WL网关02型(局域网)无线网关为例，介绍 ZigBee网络中终端产品与无线网关如何进行 组网，具体操作见教材。
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第7章 ZigBee技术在智能家居中的
16
应用
7.4. CC2530芯片及其应用
▪ 电源需求：5VDC
▪ 工作温度：-10℃~ +55℃
▪ 重量：331g
▪ 净重量：160g
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第7章 ZigBee技术在智能家居中的
11
应用
▪ 7.2.3安装调试
▪ WL网关02型(局域网)无线网关的安装调试步 骤如下：
▪ 1接通电源，插好网线 ▪ 2手机安装好软件 ▪ 3用手机扫描用户ID码，加入局域网 ▪ 4联网设置
▪ 7.3.3红外线转发器
▪ ZigBee网络中的红外线转发器与第3章介绍的 红外线转发器的作用相同，不同的是将将 ZigBe无线信号与红外无线信号关联起来，通 过移动智能终端来控制电视、空调、电动窗 帘等使用红外遥控器的设备。
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第7章 ZigBee技术在智能家居中的
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应用
▪ 7.3.4终端产品与网关组网
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应用
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第7章 ZigBee技术在智能家居中的
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应用
▪ 7.1.5国际ZigBee联盟
▪ 国际ZigBee联盟是一个高速成长的非盈利业界 组织，成员包括国际著名半导体生产商、技术提供 者、技术集成商以及最终使用者，其标志如图7-5所 示。联盟制定了基于IEEE 802.15.4，具有高可靠、 高性价比、低功耗的网络应用规格。该联盟致力于 在全球各地推广ZigBee，使其能成为应用于家用电 器、能源、住宅、商业和工业领域的领先无线网络 连接、传感和控制标准。
ZigBee模块在智能家居应用论文
ZigBee模块在智能家居中的应用摘要：智能家居作为家庭信息化的实现方式已成为社会信息化发展的重要组成部分，在物联网智能家居繁多的应用中，因基于zigbee模块物联网最大的特点就是低功耗，特别是带有路由的可组网功能，非常符合物联智能家居这种市场需求的。
关键词：智能家居；物联网；zigbee模块中图分类号：tn929.5文献标识码：a文章编号：1007-9599 (2011) 24-0000-01zigbee module applications in the smart homepan yun,he yong(xinyang agricultural college,xinyang 464000,china)abstract:the smart home as a family of information technology has become an important part of social information.in many applications of internet of things,the biggest feature internet of things zigbee module is low power consumption,especially with the routing network function,is consistent with the objects associated smart home this market demand.keywords:smart home;the internet of things;the zigbee module一、智能家居现状、趋势及存在的问题智能家居作为家庭信息化的实现方式已成为社会信息化发展的重要组成部分，物联网因其巨大的应用前景，将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口，物联网繁多的应用，造就了一个庞大的产业链，从互联网、电脑、手机、天线等it通讯领域，到智能卡、芯片、传感器、红外线产品等工业领域，再到冰箱、电视机等制造领域，环环相扣，商机巨大。
ZigBee技术在智能家居中的应用
信息产业ZigBee技术在智能家居中的应用黄浩李旭婷（成都理工大学信息科学与技术学院，四川成都610059）近年来在无线个域网WPAN技术领域，各种标准的技术在竞相发展，而这些不同技术的产品之间既有竞争又有相互补充。
ZigBee正是在这种无线技术蓬勃发展的环境中应运而生的。
不同于其他一些通信技术，它不去追求高速率、远距离；而是针对特定的在智能家庭、智能建筑、工业自动化以及医疗领域的某些特定控制应用需求，锁定只以几十kbps的速率、几米~几十米的距离实现无线组网通信的能力，在这样的关键指标条件下，再确定出其他技术要求———微功耗、低复杂度，进而低价格，从此诞生了一种新的无线通信技术———ZigBee。
1ZigBee无线通信技术1.1ZigBee技术及主要特征。
ZigBee技术是最近发展起来的一种近距离无线通信技术，它功耗低、成本低、易应用，以2.4GHz为主要频段，采用扩频技术。
ZigBee被业界认为是最有可能应用在工业监控、传感器网络、家庭监控、安全系统等领域的无线技术。
形象化地描述ZigBee：它是一种简单的东西，其核心是多信道无线通信装置和微控制器，但它们都被集成在一两块半导体芯片上，封装在如同小指甲盖大小的塑料制品里面。
使用ZigBee技术实现的产品，一般采用廉价的8位微处理器，将无线射频收发模块集成在一块芯片上，外围接上几个阻容和晶振等器件，再连接一些A/D、D/A、I/O接口及控制电路（甚至这些电路也已集成到芯片中），即组成了诸如各种智能控制节点、无线传感器网络节点的核心控制模块。
当然，只有这些硬件电路还是远远不够的，还需要在上加载合适的无线通信软件（协议栈）和控制程序，才能组成完整的控制模块。
为此，现在也把这类有ZigBee协议栈及无线收发模块的单片机成为“无线单片机”，就是这个道理。
当然，目前市场上也有多种不同于ZigBee技术的其他近距离无线组网通信技术，但ZigBee已是被国际标准组织承认的标准化的无线通信技术，对那些ZigBee的竞争者来说，就是它的强势所在。
ZigBee技术在智能家居系统中应用研究
２１ ０ ２年 ６月 下
Ｃ ｎ ｕ ｅ ｌ ｃ ｒ ｎ Ｃ ａ ａ ｉｅ ｏ ｓ ｍ ｒ Ｅ ｅ ｔｏ ｉ ＳＭ ｇ ｚｎ
计算机科学
Ｚｇ ｅ技术在智能家居系统中应用研究 ｉቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｅ Ｂ
郑影 ’ ，崔连和 ，郑晓 东 （ ．齐齐哈 尔大学应 用技术 学院 黑龙 江 １ １０ ；２ １ ６０ ６ ．齐齐哈 尔大学计 算机 与控制 工程 学院 黑龙 江 １ １０） ６ ０６
摘要 ：Ｚｇ ｅ 技 术具有低 成本、低功耗、近距 离的特点 ，完全符合智 能家居 系统 内部 网络设 计需求。本文介绍 ｉＢ ｅ 了一种采 用簇树拓扑 结构 ，应 用 Ｃ ２ ３ Ｃ ５ ０片上 系统进行 ｚｇ ｅ 无 线通信各 节点硬件设计 和无线收发模 块软件 实现 ， ｉ ｅ Ｂ 该研 究完全 满足智能 家居 内网设计 需求，具有广 阔的应 用前景ｄ 关键字 ：Ｚ ｇ ｅ 技 术；智能家居 系统 ；内部网络 ｉ ｅ Ｂ 中图分类号 ：Ｔ ２ ３ Ｐ ７ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号：１７ － ７ ２（０ ２ ０ — ０ ２ ０ ６４ ７ １ ２ １） ６ ０ ６ — １
一
、
引言
随着计算机、网络 、通信和无线传感技术 的不断发展 和人 们 生 活 水 平 的 不 断 提 高 ，人 们 希 望 对 家 进 行 智 能化 管 理 。智 能 家 居 系 统 可 以帮 助 人 们 实 现 这 一 愿 望 。 能家 居 系统 一般 由家 智 庭 内部网络、网关 、外部网络和终端应用程序几部分组成 。其 中 内部网络是智能家居系统中最重要的部分 ， 主要 负责家庭被 控硬 件 设 备 各 种信 息 的 采集 、 处 理 和 控 制 川。无 线 网络 是 未 来 的发展 趋势 ，针对家庭 内部距 离短 的特 点选用 短距 离无线 网 络。 典型短距离无线 网络技主要有红外 、 蓝牙 、 ．ｉ和 ｚｇ ｃ ｗｉ Ｆ ｉＢ ｅ 技术，红外光线只能沿直线传输 、遮拦后无法通信且只支持 点 对 点通信 ；蓝牙需要专门的芯片，协议复杂，内存资源需求大； Ｗｉ ｉ射频和基带协议 比较复杂 ，功耗高 、成本高 。通过 比较 ． Ｆ 图 １ 智能家居 内网的结构 ｚ ｇ ｅ 技术是 目前最适合智 能家居 内部网络 的技术。 ｉＢ ｅ （ ）硬 件 设 计 二 二、ｚ ｇ ｅ 技术介绍 ｉＢ ｅ 智能家居 内部 Ｚｇ ｅ无线网络 由各种传感器节点 、路 由 ｉＢｅ （ ）Ｚｇ ｅ 技 术 简 介 － ｉＢ ｅ 器节点和协调器节 点构成 ，实现数据 采集 、处理和无线信号 的 Ｚｇ ｅ 技 术 是 一种 符 合 Ｉ Ｅ ０ ．５ ｉＢ ｅ Ｅ Ｅ ８ ２１． 准 研 制 开发 的 短 收 发 。传 感 器 节 点硬 件 设计 如 图 ２ ４标 。路 由器 节 点硬 件 设 计 如 图 。 。 距 离 、低 成 本 、低 功 耗 、低 速 率 、低 复 杂 度 的双 向无 线 通 信 网 ３ 协 调 器 节 点 硬 件 设 计 如 图 ４ 络技术 。广泛应用在 消费电子、家庭楼 宇 自动化、工业 控制、 Ｐ 机外 围设备 、物流管理 、环境监测等领 域【。Ｚｇ ｅ ｃ ２ ｉＢ ｅ技术 】 特 点是ｐ： 点功耗低 ， 】节 两节五 号电池可 以使用半年 到 １ 半； 年 开发成本低 ，网络协 议简单，免除专利费，Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ芯片 ，价格 便宜 ；网络容量大 ，最多可容 纳 ６ ，０ ０多个节 点，每个节点 ５ ０ 最 多还 可 以容 纳 ２４ 个 设 备 ；时 延 短 ， 设 备 搜 索 时 延 ３ ｍｓ ５ ０ ， 活 动 设备 信 道 接 入 时延 １ｍｓ ５ ，休 眠 激 活 时延 １ｍｓ 网络 自组 ５ ； 织 能力 强 ，节 点 工 作 无 需 人 工 干 预 ， 白组 织 感 知 其 他 节 点 ，并 确定连接关系 ，组成结构化 的网络 。 （ ） Ｚｇ ｅ － ｉＢ ｅ网络 结构 Ｉ Ｅ ０ ． ． Ｚ ｇ ｅ Ｅ Ｅ８ ２１ ４和 ｉＢ ｅ联盟根据 功能将网络设备分为全 ５ 图 ３ 传 感器 节点硬件设计 功能设备 （ Ｆ 和 简化 功能设备 （ Ｆ ， Ｆ Ｄ） Ｒ Ｄ） 其中 Ｆ Ｄ实现 Ｉ Ｅ Ｆ ＥＥ ８ ２１ ． 议 的 全 集 ， Ｒ Ｄ 只 实 现 了其 中 的 一 部 分 。 Ｆ 可 ０ ． ４协 ５ 而 Ｆ ＦＤ 以与 Ｒ Ｄ 或 其 它 Ｆ Ｄ 通 信 ， 而 Ｒ Ｄ 只 能 和 Ｆ Ｄ 通 信 。根 据 Ｆ Ｆ Ｆ Ｆ 节点在 网络 中承担 的任务 网络设备又可分 为：个域 网协 调器 、 协调器和一般设备 。个域 网协调器、协调器是全功能 设备 ，一 般 设 备 可 以是 全 功 能 设 备 ， 可 以 是 简化 功 能 设 备 。 个 Ｉ Ｅ 也 一 ＥＥ 图 ４ 路 由器 节 点 硬 件 设 计 ８ ２１ ． 络 只 能 有 ‘ 个 域 网 协 调 器 。 ｉＢ ｅ 准 在此 基 础 ０ ． ４网 ５ 个 Ｚｇ ｅ 标 上 将 这 三 种 设 备 分 别 定 义 成 ：Ｚｇ ｃ 协 调 器 ，Ｚｇ ｅ 由器 ， ｉＢ ｅ ｉ Ｂｅ 路 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ终端设备 。在 ｚ ｇ ｅ ｉＢ ｅ协议规 范中，定义 了星 型、网状 和簇树型结构三种网络拓扑结构 。 三 、 智 能 家 居 内网 设 计 （ ）设 计 思 想 一 图 ５ 控制 中心节 点硬件 设计 根据智能家居系统 内网和 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ技术特 点，本 文设计的 其中 Ｃ ２ ３ Ｃ ５ ０是美 国 Ｔ 公司推 出的一款含有 ８ ５ Ｉ ０ １内核和 智能家居系统 内部网络主要 由多种传感器节点 ，路 由器节 点， ２４ Ｈｚ射频芯片 【。电源采用 ＭＡＸ６ ７电压转换芯片 ，实现 ．Ｇ ４ 】 ８ 协调器节点组成。其 中传感器节点负责数据 的采集与发送 ；路 ２ ３６ 的 电 压 转 换 。时 钟 部 分 选 用 ３ ＭＨ Ｖ～ ． Ｖ ２ ｚ晶 振 提 供 系 统 正 由器节点负责网络的管理与数据的转发；协调器节 点主要 负责 常 工 作 时 的 时 钟 频 率 ， 与 Ｃ ２ ３ 的 Ｐ１ Ｃ ５０ ８和 Ｐ ９ 引 脚 连 接 。 １ 网络的建立 、节点 的管理 、数据 的处理 以及对外的接 口。采用 ３ ． ８ Ｈｚ 晶振 提 供 系 统在 低 功 耗 模 式下 的工 作频 率 ，与 ２７ Ｋ ６ 簇 树型网络 拓扑结构，家庭 内部网络空 间较大时 ，增加路 由节 Ｃ ２ ３ Ｃ ５ ０的 Ｐ ２和 Ｐ ３号引脚 连接 。射 频天线模块 由阻抗匹配 ２ ２ 点保证网络的连通性和扩展性。智能家居 内网结构如 图 １ 。 电路 与天 线馈线 电路组成 。选用 Ｒ 一３ Ｓ２ ２的 ９针 Ｄ型连接器与 Ｃ ２３ Ｃ ５ ０芯片的 ＵＡ ０连接作为 串口通信接 口。Ｌ Ｄ 显示模 ＲＴ Ｅ 块 由红、黄、绿 ３种颜色的 Ｌ Ｄ 发光二极管组成 ，用来表示 Ｅ 节 点的工 作状 态。 、 温 湿度传感器节点采用瑞士 Ｓｎｉｏ ｅ ｓ ｎ公司 ｉ ｆ
zigbee在智能家居中的应用原理
Zigbee在智能家居中的应用原理什么是Zigbee技术？Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的低功耗、短距离、无线通信技术。
它可以在广泛的应用领域中实现设备之间的远程通信。
Zigbee技术广泛用于智能家居系统，具有可靠性高、低功耗、灵活性强等特点。
Zigbee在智能家居中的优势和应用原理Zigbee在智能家居中有许多优势，它使得智能家居系统更加智能、高效和便捷。
以下是Zigbee在智能家居中的应用原理：1.无线控制和远程操作：Zigbee技术可以通过无线信号将智能家居设备连接到智能家庭控制中心，用户可以远程控制和操作各种设备，例如电灯开关、温控器、窗帘等。
2.低功耗和长寿命：Zigbee设备采用低功耗设计，可以通过更小的电池或电源持续工作数月甚至数年。
这使得智能家居系统更加可靠和节能。
3.自组织网络：Zigbee设备可以形成自组织网络，无需复杂的网络配置和管理。
当有新的设备加入网络时，系统可以自动识别并添加到网络中。
4.灵活的网状拓扑结构：Zigbee设备可以形成网状拓扑结构，每个设备可以直接与其他设备通信，提供了更好的覆盖范围和可扩展性。
5.安全和保密性：Zigbee使用加密算法对数据进行安全保护，确保设备之间的通信是安全的，使得智能家居系统不易受到黑客攻击。
Zigbee在智能家居中的具体应用场景Zigbee技术在智能家居中有许多具体的应用场景，以下是其中的一些例子：•智能照明系统：Zigbee技术可以用于控制智能照明系统，用户可以通过智能手机或智能显示器远程控制灯光的亮度和颜色，实现节能和个性化的照明效果。
•温控系统：Zigbee技术可以用于控制智能温控系统，用户可以通过智能手机设置房间的温度和湿度，实现智能化的节能和舒适性控制。
•智能安防系统：Zigbee技术可以用于连接智能安防设备，例如智能门锁、摄像头和报警器。
用户可以通过智能手机监控和控制家庭安全，实现远程查看和报警功能。
ZigBee无线通信技术在家庭自动化中的应用
ZigBee无线通信技术在家庭自动化中的应用随着科技的不断发展，智能家居已经成为了现代家庭必不可少的一部分，而ZigBee无线通信技术也逐渐得到了越来越多的人关注和使用。
那么，ZigBee无线通信技术在家庭自动化中具体的应用及其优势是什么呢？一、ZigBee无线通信技术的基本原理ZigBee无线通信技术是一种低功耗、短距离、低数据速率的无线通信技术，它可以实现低功耗设备之间的无线通信，并可以使这些设备在一个网络环境中实现互联互通。
其基本原理是使用整个频谱上的窄带信道进行通信，把数据分成小块进行传输，从而降低了功耗和成本。
二、ZigBee在家庭自动化中的应用1、智能家居控制系统ZigBee技术可以实现智能家居系统的无线互联，让家中的各种设备能够相互交互，并可以通过手机、平板电脑等智能设备进行控制。
例如，当主人出门时，可以通过手机上的应用程序关闭家里的空调、电视等设备，从而达到节能的效果。
2、安全监控系统ZigBee技术还可以用于家庭安防监控系统。
通过安装一些无线传感器，可以实现对门窗、烟雾、气体、水浸等异常情况的检测。
一旦检测到异常情况，系统便可立即发出报警信号，提高家庭安全系数。
3、智能家电控制现在越来越多的家电制造商开始将ZigBee技术应用到家电产品中。
通过智能网关，可以将智能家电相互连接，实现家庭自动化控制。
例如，当主人离开家时，智能网关会自动关闭家里的空调、电视等电器，当主人回家时，系统也会自动开启这些设备。
三、ZigBee在家庭自动化中的优势1、低功耗、长寿命ZigBee技术的低功耗性质使得它可以在电力不足或无电的情况下运行，并且其寿命也比传统的无线技术长，可以达到数年甚至十年。
2、可靠稳定ZigBee技术采用更高级的方法来处理数据包丢失和重传，因此能够保持网络的稳定性。
与此同时，其小型化架构，也使得其更容易被维护和升级，以满足不同的管理需求。
3、通信距离更远ZigBee技术使用低功率射频（RF）信号，可实现更远的无线通信距离。
基于GPRS与ZigBee的智能家居设计
Ｚｇ ｅ ｉ ｅ无 线 网 络 通 信 模 块 采 用 赫 利 讯 的 Ｉ Ｂ Ｐ—
Ｌｎ ｌ７ ｉｋ ２ ０模 块 。Ｚｇ ｅ （ Ｅ Ｅ ０ ． ５ ４ 技 术 是 最 近 发 展 ｉＢ ｅ Ｉ Ｅ ８ ２ １ ． ）
发 模 块 ， 频 部 分 使 用 Ｆ ｅｓａ 射 ｒｅｃｌ ｅ的 ＭＣ ３ ９ ／ ３ ９ ／ １ １ １１ １ ２ １１ ３ 芯 片 ， ＭＣ 使 用 的 是 ３９ Ｕ
ＭＣ Ｓ ８ ９ ０ ＧＴ６ ０芯 片 。
Ｆ ｅｓａｅ 公 司 的 ｒｅｃｌ
管理 ， 全性 、 安 可靠 性 高 。
起 来 的 一 种 近 距 离 、 功 耗 、 数 据 率 、 成 本 的 双 向 短距 低 低 低
离 无 线 通 信 技 术 ， 业 界 认 为 是 最 有 可 能 应用 在 工控 场 合 被 的 无 线 方 式 ［ 。 Ｈｅｉｏ ３ ］ ｌ ｍｍ 公 司 推 出 的 Ｉ —Ｌｉｋ ２ ０是 ｃ Ｐ ｎ １７ Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ的 开发 工 具 和产 品 ， 含 符 合 ８ ２ １ ． 包 ０ ． ５ ４标 准 的 ２ ．
能 在 网状 或 多 次 跳 接 （ ｌｈ ｐ 无 线 网络 内 支 持 串 行 数 ｍｕｔ ｏ ） ｉ
以单 户 家庭 为单 元 的通 信 控 制 模 式 ， 每 一 个 家 庭 中都 安 在 装 一 个 主 控 中心 （ 责用 户控 制 信 号 及 家 电反 馈 信 息 的接 负 收 和 转 发 ）及 若 干 个 与家 电设 备 相 连 的 分 控 终 端 （ 制 该 ， 控
家庭的所有电器） 主控和分控 装 置由家庭 总线相 连 ， 。 家 庭 总 线 采用 Ｚｇ ｅ 线 通 信 方 式 。此 装 置 便 于 家 庭 独 自 ｉＢ ｅ无
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ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术。
它的基础是IEEE802.15.4技术标准，主要规范了物理层和MAC层的协议。
ZigBee联盟制定了应用规范层和应用汇聚层。
它的应用方向定位于家庭自动化、楼宇自动化、传感器应用等。
通用分组无线服务GPRS（General Packet Radio Service)是在GSM基础上发展起来的一种分组交换的数据承载和传输方式，通过网络实现了联网和漫游[1]。
该系统的无线网络通信模块采用CC2430，该模块是TI公司收购无线单片机先锋Chipon公司后推出的新一代Zig-Bee无线单片机，它是一颗真正的系统芯片（SoC）COMS 解决方案，这种方案能够提高性能并满足ZigBee为基础的2.4GHz ISM波段应用对低成本和低功耗的要求。
也包含一个DSSS(直接序列扩频)射频收发核心和一个工业级小巧高效的8051控制器。
无线数传模块采用DL6200模块，用户只需要拥有以前所熟悉的串口通信知识就可通过GPRS网络进行通信。
1ZigBee的技术优势ZigBee的技术优势表现为以下几个方面[2]：(1)省电。
由于工作周期很短、收发信息功耗较低，并且采用了休眠模式，因此ZigBee技术可以确保2节五号电池支持长达6个月到2年左右的使用时间。
不同的应用对应的功耗自然是不同的。
(2)可靠。
ZigBee技术采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突。
MAC层采用了完全确认的数据传输机制，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。
(3)成本低。
模块价格低廉，且ZigBee协议是免专利费的。
(4)时延短。
针对时延敏感的应用作了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。
设备搜索时延典型值为30ms，休眠激活时延典型值是15ms，活动设备信道接入时延为15ms。
(5)节点通信设置易于配置。
(6)网络容量大。
ZigBee可以采用星形、网状、树状结构组网，而且可以通过任一节点连接组成更大的网络结构。
从理论上讲，其可连接的节点多达64000个。
1个ZigBee网络最多可以容纳254个从设备和1个主设备，1个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络。
(7)安全。
ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，GPRS与ZigBee在智能家居安全防范中的应用陈若珠，张毅（兰州理工大学电气工程与信息工程学院，甘肃兰州730050）摘要：移动通信GPRS与无线网络通信ZigBee相结合，实现了智能家居安防设备的远程控制与监控。
系统选用GPRS数传模块DL6200和满足ZigBee协议的CC2430模块。
可通过GSM手机发送短信命令让安防设备执行其命令。
当发生警报时，与GPRS绑定的手机也可收到报警信息。
关键词：GPRS；ZigBee；DL6200；CC2430中图分类号：TN92文献标识码：B文章编号：1674-7720(2011)10-0054-03 Application of GPRS and ZigBee technology in the smart home of safetyChen Ruozhu，Zhang Yi(Electrical Engineering and Information Engineering Institute,Lanzhou University of Technology,Lanzhou730050，China)Abstract：GPRS mobile communications and wireless ZigBee network communication combined to achieve remote control and monitoring of a smart home of security equipment.System uses GPRS data transmission module DL6200and CC2430module which meets the ZigBee protocol.GSM mobile phones to send text messages via the command for security equipment to carry out its or-ders.When the alarm occurs,the GPRS mobile phone can also be bound to receive the warning message.Key words：GPRS；ZigBee；DL6200；CC243054《微型机与应用》2011年第30卷第10期《微型机与应用》2011年第30卷第10期欢迎网上投稿 图1上位机电平接口为TTL天线Up0Rxd TxdGNDUp15VO 绿654321黄橙Txd Rxd GND上位机天线模块加密算法采用AES-128，同时各个应用可以灵活地确定其安全属性。
(8)全球通用性和完好的开放性。
ZigBee 标准协议，使ZigBee 设备间的通信成为轻而易举的事情。
2CC2430的技术特点CC2430芯片延用了以往CC2420芯片的架构，在单个芯片上整合了ZigBee 射频(RF )前端、内存和微控制器。
它使用1个8位MCU （8051），具有128KB 可编程闪存和8KB 的RAM ，还包含模拟数字转换(ADC )、几个定时器(Timer )、AES -128协同处理器、看门狗定时器(Watchdog timer)、32kHz 晶振的休眠模式定时器、上电复位电路（Power On Reset ）、掉电检测电路(Brown Out Detection)，以及21个可编程I/O 引脚。
CC2430芯片采用0.18μm CMOS 工艺；在接收和发射模式下，电流损耗分别低于27mA 和25mA 。
CC2430的休眠模式和转换到主动模式的超短时间的特性，特别适合那些要求电池寿命非常长的应用[3]。
CC2430芯片的主要特点如下：(1)高性能和低功耗的8051微控制器核；(2)集成符合IEEE802.15.4标准的2.4GHz 的RF 无线电收发机；(3)优良的无线接收灵敏度和强大的抗干扰性；(4)在休眠模式时电流损耗仅0.9μA ，外部中断或RTC 能唤醒系统;在待机模式时电流损耗少于0.6μA ，外部中断能唤醒系统；(5)硬件支持CSMA/CA 功能；(6)较宽的电压范围（2.0V ～3.6V ）；(7)数字化的RSSI/LQI 支持和强大的DMA 功能；(8)具有电池监测和温度感测功能；(9)集成了14bit 模数转换的ADC ；(10)集成AES 安全协处理器；(11)带有2个强大的支持几组协议的USA RT 、1个符合IEEE 802.15.4规范的MAC 计时器以及1个常规的16bit 计时器和2个8bit 计时器；(12)强大和灵活的开发工具。
3GPRS 数传模块DL6200DL6200模块的核心硬件是使用世界知名移动通信产品厂商生产的GPRS 芯片而设计生产的，具有很高的可靠性。
使用DL6200时，只需要熟悉串口通信知识就可通过GPRS 网络进行通信。
不必关心模块的射频电路部分（使用移动运营商的公网）及相关硬件连接；不必关心AT 指令集，所有与AT 响应有关的操作都由DL6200模块在模块的内部完成；不必关心TCP/IP 协议及互连网络的相关知识：由于GPRS 模块是基于互连网络的通信方式，在使用中就要与INTERNET 网络打交道，所有与网络的信息交换都由DL6200模块在内部自动完成，无需用户参与；不必用户单独拥有一个固定的IP 地址；具有格式及透明传输两种传输格式；具有一般工作模式和省电工作模式；与各种组态软件直接连接无需专用的驱动程序；支持总线式的被动传输数据方式。
4系统结构和工作原理4.1系统的结构和功能系统由外网和内网两部分组成。
外网是由GPRS 数传模块和PC 组成，两者之间可通过TTL\RS232\RS485传输信息，该系统采用上位机电平接口为TTL ，如图1所示。
GPRS 数传模块的组网如图2所示。
内网由PC 机和ZigBee 无线数据通信模块组成，它们之间通过串口连接。
ZigBee 网络由协调器、路由器和终端设备三部分组成。
协调器和路由器称为全功能设备FFD ，终端设备称为精简功能设备RFD 。
由于该系统设备比较简单，采用星型组网方式，将窗磁、门磁等看作终端设备，ZigBee 无线模块为协调器，该系统结构简单，所以不需要路由器。
如图3所示。
该系统的控制流程如下：(1)用户通过外网GSM 手机发送短信命令给GPRS 数传模块DL6200，DL6200收到命令后，解释该命令。
解释完后发给内网中ZigBee 无线通信模块CC2430,由该模块图2GPRS 数传模块组网图GSM 网络上位机(数据中心)短信模块手机终端N手机终端2手机终端1图3星型网络门磁燃气报警窗磁ZigBee 无线模块火灾报警……55《微型机与应用》2011年第30卷第10期图5系统的报警流程图开始系统初始化侦听ZigBee 无线模块侦听GPRS 模块报警信号？发送报警信息至用户响应节点发送指令处理相应程序NY检测信息源是否为绑定手机？提取信息信息是否合法？发送消息至节点YY 提示用户NN 把命令发给相应的终端设备，终端设备收到命令后作出相应的的动作。
(2)终端设备收到命令后，一是作出相应的动作后向上层作出应答，二是把上层需要的数据通过CC2430模块传送给上层设备。
上层设备收到终端设备的信息，通过DL6200以短信的形式发送到用户手机上。
(3)当有中断响应时，如家中有小偷，触发了报警设备，该终端设备将第一时间向用户发送信息，以示报警。
4.2系统的硬件设计DL6200不需要关心AT 指令集。
不需要关心TCP/IP协议及互连网络的相关知识,所有与网络的信息交换都由DL6200模块自动完成。
与各种组态软件直接连接，无需专用的驱动程序。
DL6200的这些特点使得硬件设计很容易，它的RXD 、TDX 必须与ZigBee 的RX 、TX 相连进行数据的收发。
整个系统的结构框图如图4所示。
4.3系统的软件设计该系统软件主要通过ZigBee 网络协议操作完成数据采集和数据收发，包括初始化、发射和接收程序设计，以及对报警信号的监控、对远程控制指令的处理和执行等。
系统的收发采用Ping Pang 发送函数，程序如下：void Uart_Pingpong(INT8U key){uint8Baud_rate[6];ClearScreenLcd();Uart_Baud_rate(Baud_rate_38400);Print(2,16,"Uart PP test",1);Print(4,0,"Baud rate:",1);sprintf(Baud_rate,(char*)"%d00",Baud_rate_38400);Print(4,80,Baud_rate,1);Print(6,0,"Data:",1);UartTX_Send_String ("ChengDu WXL Communication -TechnologyC0.,LTD\n",45);UartTX_Send_String("Uart Pingpong test\n",19);UartTX_Send_String("Baudrate:38400\n",16);Uart_PP_Flag =Open;Menu_option =Uart_PP_Menu_3;if(key ==HAL_KEY_CANCEL){Uart_PP_Flag =Close;Menu_option =Uart_Menu_2;FirstItem =0;NowItem =0;Menu_all(0);}}#ifndef ZG_Coord extern int Sensor_Flag系统的报警流程图如图5所示。