智能家居无线网络通信协议设计

摘要：基于ARM单片机技术，提出了一种有效的智能家居远程监控系统方法。

在实际应用中，该方法使用Web浏览器作为操作界面，以实现远程数据通信监视操作。

nRF24L01射频模块用于构建用于智能家居终端设备的无线数据通信平台。

nRF24L01射频模块的数据有效载荷长度为32字节。

通过定义有效载荷数据帧格式，完成了无线通信协议的设计，统一了底层设备的应用程序接口，增加了智能家居开发的灵活性。

这个远程监控平台可有效监控家庭环境和各种部署控制系统，丰富和扩展家庭智能的可操作性。

“智能家居” （智能家居）也称为智能家居。

它使用先进的计算机技术，嵌入式系统技术，网络通信技术和传感器技术将家庭中的各种设备有机地结合在一起，以优化用户的生活方式，方便用户管理设备，并可以在多台设备之间建立联系通过场景设置。

在家庭网络的分层结构中，整个系统分为5层：物理媒体层（Media），基础协议层（Protocol），应用程序接口层（API），应用程序层（APP）和最终用户界面层（UI）。

其中，第一，第二层标准已经颁布实施。

第三层（API）是家庭网络技术发展的关键，是当前行业研究的热点；第四层是应用程序层，位于第三层，基于技术人员开发的各种应用程序；第五层是各种用户界面（UI）工具，包括各种远程控制设备，紧急开关，帮助按钮和其他可视界面设备，它们可以在整个系统的性能中发挥重要作用。

使用是必不可少的。

本文主要关注第三层和第四层结构，设计一种符合智能家居系统平台的数据通信协议。

1系统总体方案1.1总体设计方案在图1中，ARM主控制器用作智能家居远程Web服务器，通过以太网芯片ENC28J60接收远程控制数据包，并在对数据进行分析后通过射频模块发送控制命令。

完成，延迟和接收节点响应数据后，响应数据通过网关以json数据格式（一种数据存储格式）发送，以部分更新Web信息，从而达到监视和控制家庭环境的效果。

图1智能家居远程监控解决方案1.2控制单元control控制单元采用ARM微控制器STM32F103RBT6，Cortex-M3内核，64引脚LQFP封装。

它具有128K字节的程序存储空间，20K字节的RAM，最大工作时钟为72MHz，丰富的片上资源，7通道DMA控制器，并且可以支持SPI和USART等外围设备。

它适用于低成本，低功耗嵌入式系统的开发和设计。

在图2中，该芯片通过SPI串行端口连接到3个外设：SD卡接口，以太网芯片ENC28J60和射频模块芯片nRF24l01。

ARM微控制器的PA4-PA7端口用作SD卡的芯片选择信号，时钟信号引出引脚，MISO和MOSI端口。

PB12-PB15分别用作以太网芯片ENC28J60的芯片选择信号，时钟信号引脚，MISO和MOSI端口。

PC6是RF模块RX / TX模式使能端子，PC7是SPI使能引脚，PC10-PC12分别用作射频模块nRF24L01的MOSI，MISO和时钟信号引脚，并具有微控制应用功能针对MCS-51单片机，设计了一种简单实用的嵌入式智能家居网关和终端控制程序。

图2系统控制单元设计。