基于ZigBee技术的智能家居安全系统的设计与实现

发布时间：2021-03-17 19:13

随着经济的不断发展,社会生活的不断提高,人们的生活方式也越来越多样化,并且开始追求智能化的生活环境,智能家居安全系统就随着人们的需要而产生。智能家居安全系统主要包含了计算机技术,无线传感器网络技术以及单片机自动控制技术等,能够为人们的生活提供更加方便的居住环境,让人们的生活更加放心,出门在外不必担心家中的情况,所以开发一款能符合大众需要的智能家居安全系统是很必要的。本文立足于研究设计一个嵌入式智能无线组网家居安全报警系统,该系统将综合运用测控技术、信息处理技术及无线网络通信技术,以现代家庭安全为研究对象,主要涉及防盗监测、天燃气泄漏监测、断电监测、漏水监测、电磁阀控制、通风及声光短信报警子系统七大子系统的设计,集成设计信息采集子系统、智能控制设备、数据信息传输设备,以此完成各类数据的采集、传输、管理、控制和报警等功能,在系统中运用ZigBee模块进行无线组网,实现子系统间无线连接,组成无线虚拟网络系统。各子系统能够独立运作,不受其他子系统的影响,信息可以通过无线传输共享,可裁剪性和抗干扰性能力较强,系统的稳定性相对较高,从而可以有效避免因中心系统故障导致全局瘫痪的局面,进而达到维护家庭环境安全的最终目的。课题的主要研究内容包括以下几个方面。首先根据智能家居的环境特征,对系统做了整体分析,再根据实际情况对网络拓扑结构进行了选型,然后对系统的总体架构进行了设计,构建出了系统的硬件模型。然后对系统的各个终端节点进行设计,硬件设计方面,完成了系统各模块的搭建与环境配置。软件设计方面,编程实现了各模块的功能。本文中的电路板都是设计好后焊接的,在各个模块设计中都给出了详细的电路图,大大的降低了成本,并且能很好的实现系统的功能。最后,对ZigBee节点及STC51单片机进行编程,编译成功后,烧写到对应芯片上进行测试。在对本系统进行测试时,遵循软件测试的基本流程,首先对系统进行单元测试,然后对系统进行集成测试。测试结果表明系统具有很好的稳定性与可靠性。
【学位授予单位】：曲阜师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92;TU855

文章目录

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 课题研究的背景

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究的意义

1.4 论文章节安排

第2章 ZigBee技术

2.1 ZigBee技术概述

2.2 ZigBee网络中的设备类型

2.3 ZigBee网络的拓扑分类

2.4 ZigBee协议框架及体系结构

2.5 ZigBee技术的特点

2.6 基于ZigBee技术的应用

2.7 本章小结

第3章智能家居安全系统终端节点设计

3.1 网络拓扑选型

3.2 ZigBee无线模块选型

3.3 终端节点设计

3.3.1 防盗监测终端节点的设计

3.3.2 天然气监测终端节点的设计

3.3.3 漏水监测终端节点的设计

3.3.4 断电监测报警子系统的设计

3.3.5 短信报警子系统的设计

3.4 本章小结

第4章系统软硬件实现

4.1 开发环境介绍

4.2 防盗监测报警子系统的软硬件实现

4.3 天然气监测报警子系统的软硬件实现

4.4 漏水监测报警子系统的软硬件实现

4.5 断电监测报警子系统的软硬件实现

4.6 短信报警子系统的软硬件实现

4.7 本章小结

第5章系统测试

5.1 防盗监测报警子系统测试

5.2 天然气监测报警子系统测试

5.3 漏水监测报警子系统测试

5.4 断电监测报警子系统测试

5.5 系统整体测试

5.6 本章小结

第6章总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

【参考文献】