隨著Internet的普及與發展，家庭網絡化已經成為家庭現代化的潮流。家庭網絡，主要包括有線和無線兩種實現方式。由于有線網絡固有的缺點，布線麻煩，可擴展性差等，將無線網絡技術應用于家庭網絡已成為勢不可擋的趨勢。無線網絡的市場發展在邏輯上可分為面向語音的市場和面向數據的市場兩類。在許多以數據傳輸為主的無線網絡中，小型、低成本、低復雜度的無線網絡的應用場合十分廣泛。ZigBee是其中一種具有代表性的短距離無線通信技術，其網絡標準由IEEE 802．15．4規定。ZigBee協議比藍牙、高速率PAN(個人局域網)或者IEEE 802．11x無線局域網更加簡單實用。

1 ZigBee簡介
2002年8月ZigBee聯盟成立，由英國Invensys公司、日本三菱電氣公司、美國摩托羅拉公司以及荷蘭飛利浦半導體公司組成；IEEE802．1 5．4的ZigBee標準于2003年5月獲得批準；2006年，推出ZigBee 2006，比較完善；2007年底，ZigBee PRO推出。ZigBee的底層技術基于IEEE 802．15．4。物理層和MAC層直接引用了IEEE 802．15．4標準。而ZigBee聯盟負責網絡層和應用層的開發，以及制定其安全協議和市場推廣等。IEEE802．15．4定義了兩個物理層標準，分別是2．4 GHz物理層和868／915 MHz物理層。這兩個物理層都基于DSSS直接序列擴頻技術，使用相同的物理層數據包格式。ZigBee在2．4 GHz頻段有16個信道，能夠提供250 Kb／s的傳輸速率，采用0-QPSK調制；915 MHz和868 MHz分別是歐洲和美國的ISM頻段，這兩個頻段的引入避免了2．4 GHz附近各種無線通信設備的相互干擾。

2 家庭網絡拓撲結構選擇
ZigBee標準有3種網絡拓撲結構：星型、網狀型、樹型。本文智能家居系統的實際情況如下：1)傳感器節點由電池供電，而家庭網關通過電源供電，所以應該盡量減少傳感器節點的工作量，以節約傳感器節點用電；2)智能家居中接入的主要是傳感器和開關，網絡中數據量不大，沒有必要采用復雜的網絡拓撲來保證數據通信；3)智能家居控制網絡的設計不需要很大的覆蓋范圍，根據ZigBee標準的說明，空曠環境
最大傳輸距離100 m，在室內環境一般也能達到30多米的覆蓋距離，這對大多數的智能家居系統來說足夠。星型拓撲結構完全能滿足要求，并且成本低廉、實現簡單、連接容易、容易擴充和管理、不涉及路由尋址等功能，因此本設計選擇星型拓撲結構。

3 網絡節點設計
網絡節點由單片機、無線傳輸模塊、數據采集和控制電路組成，如圖1所示。其中，單片機選用低功耗的ATMEGA128L，無線模塊選用CC2-420型射頻收發器，兩者通過SPI接口連接。ATMEGAl28L是高端8位微處理器，具有高性能，低功耗等特點，可提供128 K字節的可編程FLASH，4 K字節的SRAM，具有簡化高效的RISC指令體系。