基于ZigBee和GPRS的家庭智能监控系统设计
基于Zigbee和GPRS的无线远程监控实验系统设计
基于Zigbee和GPRS的无线远程监控实验系统设计杜向党;李淼;张继红【摘要】Zigbee是一项新兴的无线通信技术.结合课程教学需求,基于Zigbee和GPRS(general packet radio service)技术,设计开发了一套无线远程监控实验演示系统.介绍了该实验系统的设计方案,详细叙述了各硬件和软件的设计.该系统既演示了无线传感网络的原理和超低功耗等突出优点,让学生对无线监控技术有了感性认识,开阔了视野.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2010(027)005【总页数】4页(P76-79)【关键词】无线远程监控;Zigbee;CC2430;GPRS【作者】杜向党;李淼;张继红【作者单位】西北工业大学,航海学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,航海学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,航海学院,陕西,西安,710072【正文语种】中文【中图分类】TP273;G642.423无线传感器网络是由分布在工作区域内的大量传感器监控节点组成的,通过无线通信方式形成自组织网络系统,节点采集信息并通过无线网络逐级传送给监控中心。
ZigBee技术(也称 802.15.4标准)是一种中短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本、高容量的无线传感网络技术,完整的协议栈只有32 kB,可嵌入各种设备中,无线传感器网络便于扩展,无需布线,非常适合应用于复杂环境中的多点监控[1],代表无线技术和测试技术的一个发展方向。
为了跟踪学科最新发展趋势,在工程测试技术课程教学中,开设了“无线传感网络技术专题讲座”,为了巩固课堂教学效果,专门开发了基于无线传感网络的实验演示系统。
在该实验演示系统的设计中,综合运用了ZigBee技术和GPRS(general packet radio service)网络,设计了一种远程监控系统。
该系统既演示了无线传感网络的原理和超低功耗、小数据量、中短距离的突出优点,又利用了现有的GPRS 网络平台,让学生对无线监控技术有了感性的认识,开阔了视野,同时也可以利用该平台进行二次开发,培养学生的综合创新能力[2]。
基于ZigbeeGPRS物联网网关系统的设计与实现
基于ZigbeeGPRS物联网网关系统的设计与实现一、概述随着物联网技术的不断发展，各种智能设备在日常生活和工业生产中的应用越来越广泛。
Zigbee和GPRS作为物联网中常用的无线通信技术，各自具有独特的优势。
Zigbee技术具有低功耗、低速率、低成本、高可靠性等特点，适用于短距离、低数据量的无线传输场景；而GPRS技术则能够实现长距离、高数据量的无线通信，覆盖范围广，通信质量稳定。
将Zigbee和GPRS技术相结合，构建一种基于Zigbee 和GPRS的物联网网关系统，具有重要的现实意义和应用价值。
本文旨在设计和实现一种基于Zigbee和GPRS的物联网网关系统，该系统能够实现对Zigbee设备的接入和管理，同时通过GPRS网络将数据传输到远程服务器，实现数据的远程监控和分析。
本系统的设计和实现不仅能够提高物联网设备的互联互通能力，还能提升数据传输的可靠性和实时性，为物联网应用的发展提供有力支持。
本文将从系统架构设计、硬件选型与配置、软件设计与实现等方面详细介绍该物联网网关系统的设计与实现过程。
分析系统需求，确定系统架构和功能模块；选择合适的硬件平台和开发工具，完成硬件环境的搭建；设计并实现系统软件，包括Zigbee通信模块、GPRS通信模块、数据处理模块等；对系统进行测试和验证，确保系统的稳定性和可靠性。
通过本文的研究和实践，我们可以为物联网网关系统的设计和实现提供一定的参考和借鉴，推动物联网技术的发展和应用。
1. 物联网技术概述物联网（Internet of Things，IoT）作为信息科技产业的第三次革命，正在深刻地改变着我们的生活与工作方式。
物联网技术的核心在于通过信息传感设备，按照约定的协议，将各种物体与网络紧密地连接起来，实现物体之间的信息交换和通信。
这一过程不仅限于物体与物体之间的连接，更包括物体与人的互联互通，从而实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。
物联网技术的广泛应用，得益于其强大的功能特性。
采用ZigBee与GPRS结合实现家电远距离监控方案
采用ZigBee与GPRS结合实现家电远距离监控方案引言目前家电控制领域发展的主要方向是信息家电智能化。
许多家庭希望能实现各种家电“远程监控一体化”。
即通过一个遥控器随时随地了解和控制各种家电。
信息家电的数据传输的特点是低速率、低数据量，新出现的ZigBee技术为解决此类无线传输与控制问题提供了一种切实可行的技术解决方案。
本文就是以ZigBee技术为基础，结合ARM和GPRS 技术提出了信息家电远程监控无线通信方案。
1 ZigBee技术简介ZigBee是一种基于IEEE 802.15A标准的短距离无线通信的技术规范，它包含3个工作频段、27个信道，每个频段的传输速率和通信范围各不相同。
ZigBee技术拥有低功率、低速率、通信范围较小、网络容量大和组网简单等特点，且拥有省电、安全、可靠、成本低、时延短等优点。
方便实现对信息化家电的组网与监控。
2 信息化家电通信方案设计通信方案采用相对简单的ZigBee星型结构。
即以ZigBee协调器（含全功能ZigBee设备FFDl为整个通信方案的核心。
以多个ZigBee终端设备f含半功能设备RFD）作为周围的节点。
构成一个星型网络。
再结合远端控制，该方案可由以下这几部分组成：ZigBee协调器、ZigBee终端设备（被控对象，例如煤气水三表等电器）、Intenet、远程计算机。
其中ZigBee协调器负责与ZigBee终端和外部网络之间的通信，是整个系统的核心。
Zig—Bee 终端设备负责数据的采集和各种数据的传输。
根据方案的组成又可将该方案可分为两大模块：一是家庭ZigBee协调器模块；二是ZigBee终端模块。
前者又分为核心控制模块、协调器端无线收发模块、网络接El模块和GPRS通信模块：后者分为终端收发模块和数据采集与控制模块。
其模型如图1。
家庭ZigBee协调器模块以ARM微处理器为核心。
通过协调器端无线收发模块与终端模块实现通信。
通过GPRS与手机通信，通过Internet与远程计算机通信。
基于ZigBee和GPRS无线传输的电机网络温度监控系统设计
的业务 。 根据网络 中承担任务 的不 同 ，
器 、利 用 ＧＰ Ｓ网络传输汇总 节点数 Ｒ
网络设 备可 以分 为 网络 协调 器 、网络 据 的完整无线 网络 （ 如图 １ 示 ） 所 。网 路 由器和网络终端设 备。Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ网网络 、 网状网络和 簇状 网络 ３种拓扑结构。
Ｋ ． ０ ＹＬ１ ２ Ｌ具有如 下特点 ： ０ ①载波频 率为 ４ ３ ｚ； 型 ，然后阐述 了 Ｄ Ｐ工作模块 、电源模块 、外部寄存器接 口 ３ ＭＨ Ｓ ②多种可选 的通讯接 口， Ｒ ．３ 和 Ｔ Ｌ ③ ８ 如 Ｓ２ ２ Ｔ ； 个通讯信道 ； 电路 、存储模块和传感器调理及放大电路的设计 ，最后介绍了 ④传输数 率为 ９ ０ ｂ ｓ； 数据格式 为 ８ １８ ／０ ⑥ 便携式接收显示子系统的设计 。该地面探测系统 陛 鹾 ６０ｐ ⑤ Ｎ ／Ｅ１８ １； 清 稳定，原 提供方波传输功 能 ， 方便非标 的编码客户使用 ； ⑦收发一体 ， 理可行 ，能实时地为 莉 戒分队 供战呖 息。 黾 圆
传 输 的特 点。 一 台 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ设 备 可 连 接 多达 ２ ４台 Ｚｇ ｅ ５ ｉＢ ｅ设 备 ，这 些 设 备使 用干 电池供 电，可 以持 续供 电达
一
据 。Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ具有数 据传 输速 率高 、永
当温 度传感器 检测温度 信号后 ，
久在 线等优 点 ，被广 泛应用 于远程 监 经 内含 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ传 感器 节点 Ｒ Ｄ模 块 Ｆ
Ｚｇ ｅ 网 络 ｉｂ ｅ 与传 感器 节点 的通
、
无线互联 网接入功能 ，并支持 永远在线 。内置原装进 口商 性 信
ｚｇ ｅ ｉｂ ｅ网络数 能 西 门子 ＧＰ Ｓ芯片 ，采用双 看 门狗设 计 ，支持工业标 准 据传 输 协 调 器 节 Ｒ
基于Zigbee和GPRS的智能家居安防系统设计
基于Ｚｉｇｂｅｅ和ＧＰＲＳ的智能家居安防系统设计宣 昊（常州大学信息科学与工程学院 ２１３１６４）【摘 要】随着科技的进步和生活水平的提高，人们对家居环境的要求也越来越高，智能家居的出现迎合了人们的这种需求，得到了迅速发展。
安防系统作为智能家居的核心部分尤其受到人们的重视。
本文针对近年来发展迅速的物联网技术，设计了一套基于ＺｉｇＢｅｅ和ＧＰＲＳ的智能家居安防系统。
本系统具有成本低，功耗低，操作简单，功能齐备易扩展等特点，能够帮助营造安全的生活空间，具有广阔的市场前景。
【关键词】Ｚｉｇｂｅｅ；ＧＰＲＳ智能家居安防系统；设计随着信息化时代的到来，计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术都得到了迅猛的发展与提高，人们的自身生活与居住条件都得到了很大的提高，人们也对居住环境的要求也越来越高，智能家居的出现迎合了人们的这种需求。
传感器网络、无线通信技术和普适计算是智能家居的核心技术［１］。
物联网技术的提出和发展越来越受到人们的关注，其应用范围也越来越广。
作为智能家居的一个重要组成部分，智能家居安防系统是集信息技术、网络技术、传感技术、无线电技术、模糊控制技术等多种技术为一体的综合应用，通过结合ＺｉｇＢｅｅ和ＧＰＲＳ技术的优势，将家庭环境监控、家庭安全防范等功能集为一体构成的智能系统产品，具有很强的技术性和前瞻性［２－３］。
本文结合近年来发展迅速的物联网技术，设计了一整套基于ＺｉｇＢｅｅ和ＧＰＲＳ的智能家居安防系统。
该系统将新一代无线通信网络技术Ｚｉｇｂｅｅ和ＧＰＲＳ移动通信相结合，实现了家居安防自动报警、家居状况实时监测和门禁访问功能，帮助用户营造安全、方便的居家氛围。
一、系统整体设计方案（一）系统结构框图系统主要由传感器子节点，遥控子节点和总控制器三部分组成，各组成部分之间按照一定的数据通信格式进行通讯，系统结构框图如图１所示。
传感器子节点负责将传感器参数经Ｚｉｇｂｅｅ无线传感网络发送至总控制器，主控器主要实现系统控制和与住户的交互，接收各子节点上传数据，对传感器状态进行实时监控，当出现危险情况或有客到访时以短信的方式及时通知用户。
基于GPRS的嵌入式智能家居监控系统
基于GPRS的嵌入式智能家居监控系统本系统结合嵌入式web服务器，GPRS技术以及嵌入式相关技术，实现用户通過网络对家中情况的实时监控以及老年人紧急求救的处理。
标签：嵌入式GPRS ARM9一、系统总体结构本系统采用嵌入式实时多任务操作系统，使用S3C2410开发板和GPRS模块和USB摄像头，完成对现场的监控功能，控制器选用ARM9系列的S3C2410控制器，温湿度传感器，烟雾报警器，红外传感器以及老年人紧急报警器采集信号传输给控制器。
如果温度传感器特测温度高于一定的温度或者红外传感器探测到有不法分子闯入，那么相应的报警功能，灭火功能被开启，并通过GPRS模块通知用户现场情况，用户根据具体情况采取不同的措施给系统。
完成一个远程监控的主要功能。
二、系统硬件电路设计1.温湿度传感器模块设计温度信号放大电路设计选用的AD620元件是一个工业标准的低成本、低功耗、高精度的单芯片仪用放大器，特别适合做小信号的前置放大级，经AD620放大后的小信号失真度很小，可以把系统误差控制在系统设计要求的范围内。
用户使用一只外部电阻器可以设置从 1 到1000 任何要求的增益，最大误差在±0.3%之内。
2.GPRS模块设计智能家居监控系统通信模块采用晨讯科技公司开发的GSM/GPRS模块，针对短信发送功能的开发，本系统利用GSM/GPRS模块提供的标准RS-232串行接口，通过AT指令的开发控制模块进行短信数据等传输。
GPRS模块通过串口线连接到S3C2410的串口，挂载完成后，GPRS相当于一个设备文件，可以通过系统函数open（），read（），write（），close（）对/dev/s3c2410/ttyS0进行读写操作。
以下是程序里面涉及的AT指令：AT+CMGC 发出一条短信息命令。
AT+CMGD= 删除短信息。
Index为所要删除短信的记录号。
AT+CMGF= 选择短信息格式。
mode=0为PDU模式，1为文本模式。
基于ZigBeeGPRS的智能家居远程安防监测系统
全国大学生物联网设计竞赛参赛赛区：东北赛区参赛队伍：辽工骄子参赛队长: 秦志猛参赛院校：辽宁工业大学电子与信息工程学院指导教师: 关维国填写日期： 2014年5月17日摘要设计基于ZigBee/GPRS的智能家居远程安防监测系统，完成Zigbee组网检测及GPRS远程通信设计,以STC89C52为核心,与移动通信网络、语音电路及烟雾和温度传感器、红外传感器、气体传感器相结合,通过无线节点的布网，实现火情、盗情与燃气泄漏的实时监测，并通过GPRS 网络以短信及语音报警方式及时向用户手机进行自动报警，达到了保护人民财产及生命安全的目的，提高了现有远程安防监测系统的功能,用于个人用户的家庭远程安放环境。
关键词：ZigBee/GPRS；传感器；实时监测；自动报警.目录第一章基于ZigBee/GPRS的智能家居远程安防监测系统设计方案.. 4 1。
1基于ZigBee/GPRS的智能家居远程安防监测系统设计意义. 41.2基于ZigBee/GPRS的智能家居远程安防监测系统设计的研究内容及方法51。
2.1研究内容 (5)1.2.2研究方法 (5)1。
3基于ZigBee/GPRS的智能家居远程安防监测系统设计的实验方案 6 1。
3。
1硬件部分 (6)1。
3.2软件部分 (8)第二章基于ZigBee/GPRS的智能家居远程安防监测系统的单元电路设计82.1 ZigBee网络拓扑结构设计 (8)2.2 传感器电路设计 (9)第三章设计总结 (11)参考文献 (12)第一章基于ZigBee/GPRS的智能家居远程安防监测系统设计方案1.1基于ZigBee/GPRS的智能家居远程安防监测系统设计意义随着现代家居生活的不断改善，人们对财产、人身安全的要求也越来越高，家庭防火防盗问题就成为人们极为关心的问题。
安防系统不再只局限于防盗，而且要能做到防火和防燃气泄露（火灾大多是煤气泄漏、电器绝缘短路时没有及时发现并处理而引起的），并即时了解和解决家中突发事件,实现家庭安全系统的智能化。
ZigBee+GPRS照明控制系统方案
ZigBee+GPRS照明控制系统方案
一、系统总规划
底层部分配置1.功能介绍：
系统的底层部分(指现场控制器以下)由现场控制器，照明终端主控制器(Coord)，照明终端控制器(Router/RFD)构成。
照明终端主控制器接收现场控制器通过GPRS模块发送过来的控制器信号后通过Zigbee网络采用透明传输的方式发送命令到照明终端控制器(节点)，对其进行控制操作或读取其状态。
主控
器(Coord)将现场采集(或巡检)的路灯状态信息通过GPRS模块发送到现场控制器。
主控制(Coord)与终端控制器采用分组的方式通讯，每个组有一个组号，同一区域内允许有多组路灯，各组之间互不干扰。
2.系统特点：
1)基于成熟的Zigbee网络，具有高稳定性和可靠性的特点。
2)低成本。
通过大幅简化协议，降低了对通信控制器的要求，ZigBee免协议专利费。
3)低速率。
ZigBee工作在250kbps的通讯速率，满足低速率传输数据的应用需求。
4)长距离。
普通模块传输范围一般介于10～100m之间，在增加RF发射功率后，亦可增加到100m-1km。
这指的是相邻节点间的距离。
如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。
5)短时延。
ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需
15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。
6)高容量。
ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构,最多可组成65000。