CC2530云服务的智能家居系统的设计(3)

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1.2 智能家居发展现状

1.2.1 国际智能家居发展现状

1.2.2 国内智能家居发展现状

1.3 云计算的研究现状和发展趋势

1.3.1 国际云计算发展现状

1.3.2 国内云计算发展现状

1.4 研究意义

随着高速宽带网络和智能手机的迅速普及，网络更加深入渗透进了人们的生活。各种家用电器也更加智能化，一改过去PC作为家庭唯一的信息终端的局面。这些变化给智能家居的发展提供了新的思路和机遇。[8]家电的智能化意味着能够开发更多的控制功能，Zigbee、RFID、NFC等近距离通讯网络的发展意味着我们能够组建更廉价可靠的家庭内部网，而智能手机的普及为人们提供一个可以随时随地的接入互联网的智能终端。智能家居系统的发展可以从智能手机的发展中获得启发：

(1)大幅度降低硬件成本：得益于半导体产业的发展，更强大的手机芯片和更好的小型显示屏被开发出来，并且成本降低到普通人都可以接受的程度。智能手机的成本从4000多元逐渐降低到1000多元的水平，受众大大增加。基于云计算的智能家居系统，对家庭网关的硬件要求更低。如果基于通用的ARM处理器，或者是采用CPLD，家庭网关的成本能够降低到数百元的水平，加上其它的传感器和通讯部件，一个家庭仅需要花费1000元便可以成为“智慧家庭”，很容易为大众所接受。文献综述

(2)软件生态系统的形成：苹果、谷歌、微软分别提出了自己的iOS、安卓和WP手机系统，并为这些系统提供了一定的开放性。这些开放性的系统提供了标准化、易于编程的API，为大量的软件开发商提供了机遇。他们不再需要从底层开始开发，节省了资源，能够更加专注于应用的层面，其开发成果能够迅速获得销售渠道，面向大量用户低价销售，摊薄了每位用户的软件成本。如果智能家居系统同样能设法建立一个生态系统，由系统运营商提供基础设施、标准化的API和服务，硬件厂商来提供家庭设备，软件开发商来提供更人性化的应用。这些开发都基于运营方的服务上，具有互操作性，节省了开发成本，并使开成果能够面向大量的潜在用户。

(3)运营商的补贴：智能手机的普及过程中，也获得了网络运营商的大量支持。他们通过补贴终端使得智能手机更具有价格吸引力，而智能手机的普及也使得运营商能够销售更多的通信服务，从基本的语音业务为主拓展到数据业务已经占了很大的比重。智能家居系统的运营方可以获得大量的用户数据，而这些宝贵的数据可以为后续的开发利用提供了基础。后续巨大的潜在收益足以吸引运营方为家庭网关等硬件设备提供补贴以吸引用户。如何将这些有利的局面和新的趋势引入智能家居的开发之中?本文将尝试提出基于云计算的智能家居系统的概念并进行探讨。

2 基本原理介绍

2.1 智能家居系统

家庭控制系统主要由家庭网关和家庭控制内网组成，其中家庭控制内网包括中心节点、路由节点和控制终端节点组成。本着家庭控制内网通信方式低功耗、低成本、抗干扰、组

网方便等要求，我们选用ZigBee双向无线通讯技术。而智能家居网关采用搭载android系统的Tiny210开发板，针对这些技术实现家庭控制内网的信息传播。

2.1.1 构建ZigBee网络

ZigBee软件设计包括协调器程序设计、路由器程序设计和终端节点程序设计。协调器软件设计包括协调器初始化、建立网络、扫描信道接受其他终端节点到网络、接收其他终端或路由节点信息并通过串口转发给家庭网关平台的ARM控制器，另一方面ARM接收来自云端控制信息，并将信息首先派发到协调器，协调器查询网络各节点ID，最终终端节点调用设备驱动模块完成家居设备的控制过程。终端节点除了网络初始化和加入到网络外，还需要编写与相应硬件相关的硬件驱动程序或者调用现成的驱动模块，例如负责控制窗帘开关控制的终端节点，根据接收到的控制指令，调用步进电机实现窗帘的开闭，并将当前窗帘所处状态发送回协调器。来!自~751论-文|网www.751com.cn