基于Zigbee及树莓派的多功能智能家居系统设计
发布时间：2021-05-17 20:44
随着新事物逐渐出现在我们的视野中,高科技已不再束之高阁,人们期待着技术能够带给日常生活舒适和便利,智能家居便应运而生。智能家居系统使用现代网络技术将检测节点与功能节点结合在一起,为人们创造一个新的家庭环境,并为人们的生活提供新的体验。本文通过对智能家居的发展现状及特点进行深入的研究与分析,设计了一种基于ZigBee和ARM芯片的智能家居系统,该系统以无线传感网络为传输方式,与互联网相连,通过计算机或手机登录实现家居环境的监测与控制。系统选择CC2530芯片作为ZigBee技术的硬件支持,设计了CC2530芯片的外围电路、温湿度数据采集电路、可燃气体检测电路和红外检测电路。完成了基于Z-Stack协议的无线网络软件的移植和开发。ARM采用树莓派芯片,网关的创建使用树莓派3B+作为硬件平台来实现Linux操作系统,Tomcat服务器,Mysql服务器等软件功能。系统实现了基于互联网的用户交互界面的设计,方便用户监测和控制家居环境指标。最后,本文对系统性能进行了全面的测试与实验,验证了系统在遇到路由节点突然断电时的自愈能力,分析了节点距离对数据传输性能的影响,由此确定了终端节点和协调器的布局...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外相关研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 课题意义
1.4 论文的主要工作及组织结构
1.4.1 论文的主要工作
1.4.2 论文的组织结构
第2章 系统总体方案
2.1 近距离无线通信技术的选择
2.2 网关技术的选择
2.2.1 硬件平台
2.2.2 操作系统的选择
2.3 系统功能分析
2.4 整体方案设计
2.5 小结
第3章 系统硬件设计
3.1 Zig Bee网络节点设计
3.1.1 CC2530芯片介绍
3.1.2 无线网络硬件电路设计
3.1.3 功能模块硬件电路设计
3.2 传感器硬件电路设计
3.2.1 温湿度传感器电路设计
3.2.2 烟雾传感器电路设计
3.2.3 热释电红外传感器电路设计
3.3 小结
第4章 系统软件设计
4.1 无线局域网软件设计
4.1.1 IAR开发环境
4.1.2 Z-Stack协议栈
4.1.3 无线传感网络的组建
4.1.4 无线网络中的数据传输
4.2 树莓派网关平台的建立
4.2.1 移植并配置Raspbian操作系统
4.2.2 jdk的安装
4.2.3 Tomcat服务器的搭建
4.2.4 Dubbo和 Zookeeper等分布式组件
4.2.5 源码安装MySQL数据库
4.3 家居监测报警系统软件设计
4.3.1 后台信息处理软件设计
4.3.2 前端界面软件设计
4.3.3 数据库设计
4.4 本章小结
第5章 系统实验测试与分析
5.1 无线网自愈能力测试
5.2 无线网质量测试
5.3 环境信息采集实验
5.3.1 温湿度检测
5.3.2 甲烷浓度检测
5.4 小结
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SSM框架的大坝监测数据管理系统设计[J]. 牛志伟,晁阳,齐慧君. 水电能源科学. 2020(02)
[2]基于树莓派和Python的智能家居控制系统的设计[J]. 石子昊,夏佳宁. 计算机产品与流通. 2019(12)
[3]集成式低功耗智能家居系统的设计与实现[J]. 乔明泽,边凯宸,王世喆,高伟. 软件. 2019(08)
[4]基于树莓派的智能家居安防系统[J]. 边少彬,郝建军,曲兴卫. 科技风. 2019(16)
[5]无线技术引领智能家居新思路[J]. 段婷. 中国公共安全. 2013(18)
[6]智能家居的系统结构及相关无线通信技术研究[J]. 闵丽娟,卢捍华,陈玲,刘剑,闵红涛. 计算机技术与发展. 2011(08)
[7]Z-STACK协议栈应用开发分析[J]. 曾宝国. 物联网技术. 2011(03)
[8]短距离无线通信技术对比[J]. 电子技术应用. 2011(03)
[9]物联网技术进展与应用[J]. 朱洪波,杨龙祥,朱琦. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2011(01)
[10]基于ZigBee技术的无线抄表系统设计与应用[J]. 曹禛,曹长修,唐小军. 自动化博览. 2006(01)
博士论文
[1]金属氧化物半导体气体传感器气体检测关键问题研究[D]. 宋凯.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]基于物联网的组合式传感器的研究及应用[D]. 丁纪祥.青岛科技大学 2016
[2]基于ZigBee和GPRS的智能BIPV监控系统的设计与研究[D]. 闻科伟.广西大学 2016
[3]基于无线传感网络的茶叶仓储监控系统设计[D]. 卢磊.湖北大学 2016
[4]基于无线传感器网络的井下甲烷浓度检测系统设计[D]. 潘加玉.沈阳工业大学 2016
[5]ZigBee技术在室内照明控制系统的应用研究[D]. 章洁.杭州电子科技大学 2014
[6]矿用甲烷催化传感器测量系统设计[D]. 曹月.天津大学 2011
[7]Zigbee无线组网技术的研究[D]. 周武斌.中南大学 2009
[8]无线传感器网络通讯协议栈的研究[D]. 刘瑞瑞.大连理工大学 2007
[9]ZigBee无线传感器网络的研究与应用[D]. 耿瑞芬.山东大学 2007
本文编号：3192421
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外相关研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 课题意义
1.4 论文的主要工作及组织结构
1.4.1 论文的主要工作
1.4.2 论文的组织结构
第2章 系统总体方案
2.1 近距离无线通信技术的选择
2.2 网关技术的选择
2.2.1 硬件平台
2.2.2 操作系统的选择
2.3 系统功能分析
2.4 整体方案设计
2.5 小结
第3章 系统硬件设计
3.1 Zig Bee网络节点设计
3.1.1 CC2530芯片介绍
3.1.2 无线网络硬件电路设计
3.1.3 功能模块硬件电路设计
3.2 传感器硬件电路设计
3.2.1 温湿度传感器电路设计
3.2.2 烟雾传感器电路设计
3.2.3 热释电红外传感器电路设计
3.3 小结
第4章 系统软件设计
4.1 无线局域网软件设计
4.1.1 IAR开发环境
4.1.2 Z-Stack协议栈
4.1.3 无线传感网络的组建
4.1.4 无线网络中的数据传输
4.2 树莓派网关平台的建立
4.2.1 移植并配置Raspbian操作系统
4.2.2 jdk的安装
4.2.3 Tomcat服务器的搭建
4.2.4 Dubbo和 Zookeeper等分布式组件
4.2.5 源码安装MySQL数据库
4.3 家居监测报警系统软件设计
4.3.1 后台信息处理软件设计
4.3.2 前端界面软件设计
4.3.3 数据库设计
4.4 本章小结
第5章 系统实验测试与分析
5.1 无线网自愈能力测试
5.2 无线网质量测试
5.3 环境信息采集实验
5.3.1 温湿度检测
5.3.2 甲烷浓度检测
5.4 小结
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SSM框架的大坝监测数据管理系统设计[J]. 牛志伟,晁阳,齐慧君. 水电能源科学. 2020(02)
[2]基于树莓派和Python的智能家居控制系统的设计[J]. 石子昊,夏佳宁. 计算机产品与流通. 2019(12)
[3]集成式低功耗智能家居系统的设计与实现[J]. 乔明泽,边凯宸,王世喆,高伟. 软件. 2019(08)
[4]基于树莓派的智能家居安防系统[J]. 边少彬,郝建军,曲兴卫. 科技风. 2019(16)
[5]无线技术引领智能家居新思路[J]. 段婷. 中国公共安全. 2013(18)
[6]智能家居的系统结构及相关无线通信技术研究[J]. 闵丽娟,卢捍华,陈玲,刘剑,闵红涛. 计算机技术与发展. 2011(08)
[7]Z-STACK协议栈应用开发分析[J]. 曾宝国. 物联网技术. 2011(03)
[8]短距离无线通信技术对比[J]. 电子技术应用. 2011(03)
[9]物联网技术进展与应用[J]. 朱洪波,杨龙祥,朱琦. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2011(01)
[10]基于ZigBee技术的无线抄表系统设计与应用[J]. 曹禛,曹长修,唐小军. 自动化博览. 2006(01)
博士论文
[1]金属氧化物半导体气体传感器气体检测关键问题研究[D]. 宋凯.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]基于物联网的组合式传感器的研究及应用[D]. 丁纪祥.青岛科技大学 2016
[2]基于ZigBee和GPRS的智能BIPV监控系统的设计与研究[D]. 闻科伟.广西大学 2016
[3]基于无线传感网络的茶叶仓储监控系统设计[D]. 卢磊.湖北大学 2016
[4]基于无线传感器网络的井下甲烷浓度检测系统设计[D]. 潘加玉.沈阳工业大学 2016
[5]ZigBee技术在室内照明控制系统的应用研究[D]. 章洁.杭州电子科技大学 2014
[6]矿用甲烷催化传感器测量系统设计[D]. 曹月.天津大学 2011
[7]Zigbee无线组网技术的研究[D]. 周武斌.中南大学 2009
[8]无线传感器网络通讯协议栈的研究[D]. 刘瑞瑞.大连理工大学 2007
[9]ZigBee无线传感器网络的研究与应用[D]. 耿瑞芬.山东大学 2007
本文编号：3192421
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