跟着现代高新科学技能的开展，人们愈加重视对生活品质的寻求，舒适度、智能化的家居日益成为人们重视的目标。家用电器的自动化现已远远不能满意现代人的需求。智能家居体系是一项多功用归纳技能，它以家庭住所为渠道，以先进的通讯技能、网络技能、操控技能为依托，将家庭中各种电器设备经过某种方法的网络有机地结合在一起，进行网络化的归纳办理与调控，为人们供应一种愈加舒适、安全、环保、高效的生活环境。
人们对智能化家居的需求越来越火急，本文结合TinyOS本身特色，提出并完结了一个智能家居体系规划方案。
1 TinyOS操作体系与nesC言语
TinyOS是当时无线传感器网络开发的一种干流操作体系。TinyOS选用依据组件的体系结构，在此结构下，一个完好的使用程序包含多个组件，它的各种功用都是由组件完结
的，即TinyOS供应了一个适用于传感器网络开发使用的编程结构。
NesC是对C言语的一种扩展，其言语的根本数据类型、运算符和表达式、根本句子和程序结构都与C言语相同。它的最大特色是支撑组件化的编程方式，将组件化/模块化的思维和事情驱动的履行模型结合起来，并选用依据使命和事情的并发模型。
2 智能家居整体规划
依据智能家居的实践使用需求，智能家居体系规划首要包含网络节点和监控体系两大部分。
网络节点功用包含：主节点能够读取从串口读取的指令，并经过无线通讯向分节点发送指令;一起可回来从分节点收集的数据。此体系别的含有3个分节点，灯火明暗操控节点，门锁开关操控节点，温、湿度数据收集节点。灯火明暗操控节点能够经过无线接纳从主节点发送的指令，分级调理灯火的亮度，逐渐增亮或逐渐变暗。门锁操控节点能够经过无线接纳从主节点发送的指令，翻开或许封闭门锁。
监控体系功用包含：可经过点击按钮经串口通讯向主节点发送指令，操控分节点动作(包含：灯火明暗以及门锁开、关)，能够显现从分节点传送的温度、湿度、光照度以及电池容量的数据，一起具有能够显现数据的实时曲线功用，整体结构如图1所示。
本体系分为三层，分别为监控层、设备操控与数据层、设备层。监控层：体系的主界面，用来显现当时家居设备的状况，温度、湿度、光照度曲线图。设备操控与数据层：用来操控家居设备，并检测家居设备反应的信号状况。设备层：体系的各网络节点，设备主节点与各模块从节点之间经过无线来进行通讯。
3 智能家居网络节点规划
智能家居体系是一种小范围、多节点、近距离无线传输的体系。而具低复杂度、低成本和低功耗特色的Zigbee与其他无线网络协议相比较，愈加适用于此体系，因而可经过在TinyOS中nesC语的编写，完结ZigBee的MAC层协议，完结依据Zigbee的智能家居体系规划。
3.1 灯火操控规划
灯火明暗操控整合电路板作业原理：电路板能够检测沟通电波形的正负起始点;以及每隔特定时刻收到节点发送的信号后，夹在可控硅上电压的波形。可控硅由节点5号管脚操控。灯火的强度，实践取决于夹在灯泡两头的电压。电压越高，灯泡越亮;反之，电压越低，灯泡越暗。此硬件电路是经过可控硅调理相位的方法改动光的强度。可控硅调理光强度首要原理在于，改动触发脉冲的施加时刻改动导通角巨细，然后改动灯火明暗。依据此原理，规划灯关明暗程序代码，程序流程图如图2所示。
3.2 门锁开关规划
门锁操控整合模块：电路板带有两组继电器和交、直流电压转换器。交、直流电压转换器能够将110～220 V的沟通电压变为5 V或许12 V直流电压。12 V直流电供应直流电机作业。如果有5 V的操控信号夹在继电器上，继电器常开点闭合，反之常闭点闭合。继电器由节点的5号和6号管脚操控。门锁翻开及闭合，首要依据继电器通断电的原理规划。
门锁内部配有直流电动机，当电动机两头加正向电压时，电动机正转门锁翻开;反之，当直流电机两头加反向电压时，电动机回转门锁闭合，程序流程图如图3所示。
4 智能家居监控体系规划
智能家居体系的各网路节点需要由一套完善的监控体系操控运转状况。监控体系经过串口通讯将指令发送至主节点，再由主节点将指令经无线通讯传递至分节点操控设备进行相应动作;一起，可将传感器收集的环境数据存储至数据库内，并可显现记载成果，便利用户及时查询。
经过点击【更亮】或许【更暗】按键命主节点向灯火操控节点发送指令，调亮或许调暗灯的照明度。点击【门锁】按键，可经主节点向门锁操控节点发送指令，翻开或许封闭门锁，并改动场景状况显现区域内的门锁状况图片。调亮灯的流程图如图4所示。门锁操控模块的流程图如图5所示。
5 体系功用完结
本体系的规划完结。是在搭载windows XP体系的PC机端进行测验。分别给无线网络主节点、灯火操控节点，门锁操控等节点上电。图6为智能家居监控体系运转的主界面。下面以温度和湿度数据收集和显现为例，阐明体系功用。进入数据显现界面，收集一分钟内的温度的改变，并将数据以曲线方法显现，其成果如图7所示，横坐标代表时刻，纵坐标代表温度，单位摄氏度。
相同，将收集一分钟内的湿度改变，并将数据以曲线方法显现，如图8所示。横坐标代表时刻，纵坐标代表湿度，单位为%百分比。
6 结束语
本体系选用Visual C++规划了上位机监控界面，完结了监控界面与无线网络主节点之间的串口通讯，选用NesC言语在TinyOS操作体系环境下完结了网络各节点之间的Zigbee无线通讯。经由主节点，上位机能够操控其它无线网络节点的动作，比如灯火逐渐增亮或许逐渐变暗，门锁翻开或许闭合等等。一起，上位机监控体系能够存储和显现由无线网络节点收集的温度、湿度、光照度等数据和改变趋势。该规划开始满意了家居体系操控的智能化，一起具有很强的扩展性。
