GPRS和ZigBee在智能家居安防中的应用
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2020-10-19
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GPRS和和ZigBee在智能家居安防中的应用在智能家居安防中的应用
ZigBee技术的应用方向定位于家庭自动化、楼宇自动化、传感器应用等。该系统的无线网络通信模块采用
CC2430，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
2.4GHzISM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。
引言引言
的应用方向定位于家庭自动化、楼宇自动化、传感器应用等。该系统的无线网络通信模块采用CC2430，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2.4GHzISM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。
1 ZigBee的技术优势的技术优势
ZigBee的技术优势表现为以下几个方面：
（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，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。
2 CC2430的技术特点的技术特点
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（Watchdogtimer）、32kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路（PowerOnReset）、掉电
检测电路（BrownOutDetection），以及21个可编程I/O引脚。CC2430芯片采用0.18μmCMOS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 GPRS数传模块数传模块DL6200
DL6200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系统结构和工作原理
4.1 系统的结构和功能系统的结构和功能
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TTLRS232RS485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。
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