具体实施方式

下面将结合附图进一步说明本发明实施例。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

本发明的一部分实施例中提供一种基于ZigBee的智能家居遥控插座系统，结合附图1、附图2所示，包括主控回路模块和遥控器模块。如图1所示主控回路模块包括时钟模块101，第一ZigBee CC2530 103，电源模块108家庭电网AC220V 109和电源控制继电器104，其中的电源控制继电器104与家庭墙壁插座105连接，电源控制继电器104与房间电器106连接，电源控制继电器104在第一ZigBee CC2530 103的控制下导通或者断开即可实现家庭墙壁插座105是否能够为房间电器106供电。上述方案还包括无线接收模块107、遥控器模块包括时钟模块201，无线发送模块202，第二ZigBee CC2530 203,键盘电路204，干电池205，通过操作键盘电路204能够向第二ZigBee CC2530 203发送信号，通过第二ZigBee CC2530203、无线发送模块202将信号发送至无线接收模块107，之后经过第一ZigBee CC2530 103和电源控制继电器104控制家庭墙壁插座105以及房间电器106。

以上方案中，结合图3和图4所示电路设计示意图，本申请方案采用ZigBee CC2530芯片模块标准化的思想，即设计一个通用的CC2530开发板，实现遥控器与插座的通讯，与传统的方法相比，具有节约资源、体积小与灵活性高、低功耗且稳定可靠、高精度、应用性能显著等优点。

如图4，CC2530开发板由ZigBee底板与CC2530核心板组成，底板外设兼容各式传感器，以适应不同环境；核心板上仅有CC2530芯片及与底板的接口。基于ZigBee的智能家居遥控插座系统，其组成包括主控回路模块和遥控器模块两大部分。其中，核心模块是电源模块、无线通信模块、调试下载接口模块、复位电路模块、遥控器电源模块的设计。

所述的主控回路模块的电源模块108要实现将220V交流电转换为5V和3.3V直流电供给ZigBee模块和外围电路。智能家居设计中优先成本和体积，于是我们选用的阻容降压方案来实现AC 220V转DC 3.3V。如图5所示，220V交流电经过阻容降压模块后变成12V直流电，然后通过电容滤波和三端集成稳压器LM7805后可得到5V直流电VCC，经过稳压器AMS1117后最终输出稳定的3.3V直流电，为第一ZigBee CC2530提供工作电压。电源控制继电器104包括三极管开关，其通过第一ZigBee CC2530的输出端口的高低电平的改变，控制三极管的导通，从而控制双向可控硅，实现对家庭墙壁插座105的遥控。电源控制继电器104的可控硅有导通和关断两种形式。双向可控硅，相当于两只极性相反的可控硅并联。本方案采用MAC4DLM-1G双向可控硅实现，MAC4DLM-1G双向可控硅小尺寸表面贴装封装DPAK、钝化死的可靠性和一致性、四象限触发、阻断电压为600V、通态电流额定值的4.0安培RMS在93℃、低电平触发和保持特性、环氧符合UL 94 [email protected]、无铅包可用的特点，加上成本和安全考虑，本设计采用最高电流为4A的MAC4DLM双向可控硅芯片。

所述的无线发送模块和所述无线接收模块，在尺寸、成本和性能之间权衡，智能家居设计中最理想的天线是使用方便并有优越的性能。四种射频天线应用最广，有芯片天线(Chip)、PCB天线、鞭状天线(Whip)和高增益天线，本方案中可采用思科(Cisco)公司生产的高增益天线。

所述的调试下载接口模块，如图6所示，其引脚3与引脚4分别用于调试数据DC和时钟信号DD。当在调试模式下，引脚3(与ZigBee CC2530芯片的P1-0连接)与引脚4(与ZigBeeCC2530芯片的P1_1连接)上拉/下拉被禁止使用，需要一个10K的上拉电阻。借助仿真下载端口，可将ZigBee CC2530的上系统与TICC系列CC Debugger仿真器建立连接，完成程序的在线下载调试。调试下载接口利用两排2*5插座引出。

结合图4所示，ZigBee CC2530芯片自身配备RF-P和RF-N收发接口并与RF收发电路连接，在ZigBee CC2530芯片内含有8051CPU，在CC2530芯片系统内有一个可编程控制器，有一个8KB RAM等功能，CC2530集数据处理模块以及ZigBee射频数据收发功能于一身，并且有很强的数据保存的能力；系统内还具有128KB可编程Flash。在ZigBee CC2530芯片的内核和外设有较宽的电压范围(2.0～3.6V)。在接收模式下,电流损耗低于27mA，略高于发射模式下的25mA；休眠模式时的流耗仅0.9u；在待机时流耗少于0.6u，可由一个3.3V低差稳压电源供电。独具的电源管理特色大大延长了电池的寿命。外设方面，其调试接口可以执行8051内核命令以及设置代码断点，且支持CSMA/CA，所有GPIO引脚由I/O控制器负责。多功能5通道DMA控制器和数字化的RSSI/LQI支持，集成了8/12位数模转换的ADC；2个8位计时器和1个标准16位计时器；内置的WatchDog定时器允许设备复位；有两个USART，USART0和USART1，可以支持多种串行通信协议适用于高吞吐量的全双工应用。在无线射频方面，强大的抗干扰性和良好的无线接收灵敏性。兼容IEEE802.15.4的无线收发器专为无线电CC253x系列设备提供，工作在2.4GHz。它在控制模拟射频模块的同时为MCU和无线设备间的通信提供了一个端口，使其由一个数据包过滤和地址识别模块构成便可以实现指令的发送、状态读取、自动操作及确定的事件顺序。

ZigBee CC2530芯片的外围电路主要包括了：图7所示的按键(SW)电路、图8所示的复位电路(RESET)和图9所示的指示灯(LED)。具体实现时，CC2530芯片使用图3所示的QFN40进行封装，表面6mm*6mm的芯片有四个边，每边十个引脚，40个引脚可分为I/O引脚、控制引脚和电源引脚。特别地，只有I/O端口引脚P1_0和P1_1没有上拉/下拉功能，但其具有的驱动能力高达20mA，与其他的I/O引脚只有4mA输出相比则更有利于驱动红外等大功率。读-修改-写指令是：ANL，CLR，CPL，DJNZ，DEC，INC，ORL，SETB，JBC，MOV和XRL。具体地，如下表所示：

其中，所述键盘电路包括多个如图7所示的按键电路，所述按键电路包括按键开关，所述按键开关的两端并联有电容器，所述按键开关的第一端接地，所述按键开关的第二端与第二ZigBee CC2530控制芯片的一个输入端连接。

如图8所示为复位电路，为CC2530芯片的外围电路RESET部分，电阻R3和电容C0组成了复位电路，电路两端是GND和REST_N引脚，同时设置了必要时的手动复位按钮。

如图9所示为指示灯，其中指示灯包括发光二极管D1，所述发光二极管的正极端接高电平，所述发光二极管的负极端与第一ZigBee CC2530控制芯片的一个输入端连接。参考图9和图7，可以看到，指示灯电路可以与按键电路连接至相同端口，由此可以在按键被操作时就能够发光。

如图2所示，遥控器电源模块，碱性电池也被人被称为碱性干电池、碱性锌锰电池，高导电性的氢氧化钾溶液和高性能的电解锰粉，内阻很低，放电性能高。最后选择了华泰(HUATAI)5号无汞碱性电池作为遥控器电源。其中，ZigBee CC2530芯片的各个引脚所对应的名称以及其功能描述可以参考如下表格所示：

上述方案，基于ZigBee的智能家居遥控插座设计，还可以连接多达四路或更多路的PT100温度传感器。由外接5V电源经过调整稳压输出标准的3V电压信号即可长期稳定运行，经过模拟多路复用器的信号转换输出后，由差分放大器进行调整输出至外部模拟(数字)转换器，进而计算所测的温度值。节能低功耗，工作电流最大至550uA，而且差分放大器有着高精度直流性能，增益精度可达0.10％。

本发明的上述方案中，ZigBee CC2530还可以外接任何模拟(数字)转换器、单片机等可编程设备，也可附加任何通信设备实现实时检测温度信号并上传到上位机，以供实时监视温度的变化，由此增加其功能，使其具有更强的实用性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。