基于gprs和zigbee技术的智能家居解决方案采用以单户家庭为单元的通信控制模式，在每一个家庭中都安装一个主控中心(负责用户控制信号及家电反馈信息的接收和转发)，及若干个与家电设备相连的分控终端(控制该家庭的所有电器)。主控和分控装置由家庭总线相连，家庭总线采用zigbee无线通信方式。此装置便于家庭独自管理，安全性、可靠性高。

　　1 概述

　　1．1 无线数传模块mc35i

　　gprs通信模块采用西门子公司的无线数据传输模块mc35i，支持数据、短信、语音和传真业务。mc35i是新一代gsm／gprs双模模块，完全兼容上一代的mc35、tc35i；采用紧凑型设计，为用户提供了简单、内嵌式的无线gprs连接。mc35i的gprs永久在线功能提供了最快的数据传输速率。

　　1．2 ip_linkl270模块

　　zigbee无线网络通信模块采用赫利讯的ip_link1270模块。zigbee(ieee802.15.4)技术是最近发展起来的一种近距离、低功耗、低数据率、低成本的双向短距离无线通信技术，被业界认为是最有可能应用在工控场合的无线方式。helicomm公司推出的ip_linkl270是zigbee的开发工具和产品，包含符合802．15．4标准的2．4 ghz射频组件、低功耗的8位微控制器、zigbee网络软件和全波长天线，每次接力通信都能在75 m范围内提供250kbps的速率；支持最新的rs232 mesh透明串行模式，能在网状或多次跳接(multihop／无线网络内支持串行数据路由，速率最高可达38．4 kbps。ip_linkl270是完全符合ieee802．1 5．4标准与zigbee规范的2．4 ghz无线收发模块，射频部分使用freescale的mcl3191／13192／13193芯片，mcu使用的是freescale公司的mc9s08gt60芯片。

　　2 系统结构和工作原理

　　2．1 系统结构和功能

　　系统通过gsm手机发送短信命令来读取三表的数据，并对室内电灯进行控制。分控中心可以检测外中断，当有外中断产生时，分控中心的蜂鸣器发出响声，这时分控中心会主动向用户发送短信来提示用户室内有异常。

　　系统由主控中心与分控终端两部分组成，如图1所示。主控中心主要由gprs模块通过usb与pc机连接，zigbee模块ip_linkl270通过串口与pc机连接。gprs通信模块采用西门子公司的mc35i，负责收发短信的命令；zigbee无线通信模块采用赫立讯公司的tp_link1270，负责控制分控中心的设备，来读取三表的数值与控制室内灯的开关。

　　分控终端主要由赫立讯公司的ip_linkl270、新茂公司的sm5964a单片机、天马的128×64点阵的lcd液晶显示模块组成。lcd用于数字的电表、水表、气表值的显示；单片机上的键盘可以改变三表的值，通过单片机上的串口来控制ip_linkl270数据的收发，把三表值和室内灯的开关状态返回到主控中心。

　　系统的主要控制流程如下：

　　①由用户手机发命令给mc35i模块，mc35i收到命令后，解释该命令。解释完命令后发给主控中心的ip_linkl270，由该模块把命令发给相应的分控终端设备，分控终端设备收到命令后作出相应的动作。

　　②分控终端收到命令后，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ip_linkl270传给主控中心。主控中心把收到的分控终端信息，通过mc35i以短信形式发送到用户手机上。

　　该系统主要实现的功能如下：

　　①通过gprs模块收发短信，控制室内的三表和电灯开关。如果有盗窃，则可以报警并以短信的形式报告给房主。

　　②通过发送wat、gas、ele(水，气，电)3条短信给主控中心，主控中心把这3个命令通过主控制中心的ip_link1270发送给分控中心的ip_linkl270。分控中心收到该命令后，把当前的三表的值，通过分控中心的ip_linkl270发送给主控中心，主控中心把收到的三表的值打包并通过短信的形式发给主机。

　　③通过发送l11、l2l、l31打开室内不同的三盏灯。

　　④通过发送l10、l20、l30关闭室内不同的三盏灯。

　　⑤通过发送l1?、l2?、l3?来查询这三盏灯的开关状态。

　　当有人入室盗窃时，报警器就会报警，通过单片机的外中断，把报警信息主动发送给房主。

　　2.2 硬件设计原理

　　主控中心、分控中心硬件设计原理分别如图2和图3所示。

　　mc35i有40个引脚，其中rxd、txd必须与zigbee的rx、tx平行相连进行数据的收发，ccin(24)、ccrst(25)、ccio(26)、ccclk(27)、ccvcc(28)引脚分别与sim卡的8、2、7、3和1相连．分别表示sim卡是否置入、sim卡复位、sim卡数据、sim卡时钟、sim卡电源。

　　分控中心sm5964a的第1l、lo脚txd、rxd与zigbee的第5、4脚tx、rx连接进行数据通信，第p10、p11、p12、p13、p14、p15、p16、p17引脚与键盘连接，通过程序控制键盘的操作。

　　2．3 mc35i与ip_linkl270的软件调试设计

　　2.3.1 mc35i软件调试设计

　　在熟悉at指令集的基础上，实现对mc35i与pc机之间通信的调试、电路的调试、短信的收发和查看mc35i发送与接收数据的格式。这里的上位机程序是用vb编写的串口收发程序。

　　vb语言中mscomm控件是一个串口通信的专用控件。下面是上位机串日程序的主要代码——响应的oncomm事件(这里是以二进制数接收的)：

　　2.3.2 ip_linkl270的通信

　　下位机主要负责对主控中心的ip_linkl270发过来的数据进行解码，解码后再对用户所有的数据或要执行的指令进行处理；或者当单片机产生中断时，主动地向用户发送信息。

　　下位机的主要功能是通过串口采用at指令集对ip_linkl270发送的数据进行收发，并对收到的数据进行解码。分控中心的ip_linkl270处理数据流程如图4所示。

　　下面是判断是否要读取水表的数据，打包水表值，并发送的程序：