基于无线传感器网络的智能家居系统的设计与实现

发布时间：2017-04-11 13:04

  本文关键词：基于无线传感器网络的智能家居系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：智能家居是利用电子、通信、自动控制、安全防范技术等将家庭设施通过网络连接在一起,为人们构建健康、舒适、安全、便利和高效的家居环境,并且能够对家庭日常事务进行统筹与高效地管理。目前现有的智能家居子系统采用不同的软硬件及通信协议,功能单一不具备远程智能终端,有些传统的智能家居系统采用有线网络方式组建的,维护麻烦以及系统扩展性能较差。这样就很难组成真正意义上的智能家居系统,也难以实现统一的远程监控和集中式监控。基于无线传感器网络的智能家居系统可以弥补以上不足。本论文主要是根据ZigBee技术组建家庭内部的无线传感器网络来开发智能家居系统。该系统由子节点、中央管理器、通信网络、远程终端等构成。它结合无线传感器技术、网络技术、嵌入式系统等技术,研究开发基于嵌入式计算机为控制中心的智能家居系统。系统采用CC2420无线传感器网络芯片和PIC18LF4620单片机对无线智能家居系统子节点进行设计,包括存储器电路、电源电路、温度与湿度采集电路、可燃气体检测电路以及电磁阀控制模块。本文主要工作如下:(1)采用簇状拓扑结构,ZigBee技术短距离、低功耗通信技术组建家庭内部网络,来实现各个节点的信息交互,从而达到对整个家庭网络进行协调管理的功能。(2)采用CC2420无线传感器网络芯片和PIC18LF4620单片机对无线智能家居系统节点进行设计,并结合实际应用分别设计各终端节点。(3)通过远程终端向控制中心发送指令,实现智能家庭网络的远程控制和管理。通过以上几项工作完成该系统设计,与传统的家居智能系统相比,具有精简规模、可远程和集中监控、方便维护以及运行可靠的特点。
【关键词】：ZigBee技术 智能家居系统 无线传感网络器 家庭网络
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU855;TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1 选题来源与研究背景11-12
• 1.2 国内外研究现状12-18
• 1.2.1 国外发展情况12-14
• 1.2.2 国内发展情况14-15
• 1.2.3 发展趋势15-18
• 1.3 课题研究的主要内容及实施方案18-21
• 1.3.1 章节安排18
• 1.3.2 主要工作介绍18-19
• 1.3.3 相关实施方案19-21
• 1.4 本章小结21-22
• 第二章 智能家居系统无线组网技术对比与分析22-32
• 2.1 蓝牙22-26
• 2.1.1 蓝牙技术特点24-25
• 2.1.2 蓝牙技术应用25-26
• 2.2 红外26-28
• 2.2.1 红外装置在智能家居的应用26-28
• 2.2.2 红外技术的市场前景28
• 2.3 无线电射频28-29
• 2.4 Wi-Fi技术29-30
• 2.5 ZigBee技术30
• 2.6 无线组网技术的对比30-31
• 2.7 本章小结31-32
• 第三章 智能家居系统中ZigBee协议32-39
• 3.1 协议架构33-36
• 3.2 ZigBee网络拓扑结构36
• 3.3 ZigBee技术优势36-37
• 3.4 ZigBee技术在智能家居中的应用37-38
• 3.5 ZigBee技术展望38
• 3.6 本章小结38-39
• 第四章 系统总体分析39-42
• 4.1 系统需求分析39
• 4.2 设计目标与原则39-40
• 4.3 总体方案40-41
• 4.4 本章小结41-42
• 第五章 智能家居系统的硬件节点设计42-53
• 5.1 网络协调器节点的设计42-49
• 5.1.1 无线通讯模块设计43-46
• 5.1.2 微处理器模块设计46-48
• 5.1.3 串口收发模块设计48-49
• 5.1.4 电源模块的设计49
• 5.2 终端节点设计49-52
• 5.2.1 调光节点49-50
• 5.2.2 温度节点50-51
• 5.2.3 防盗报警节点51-52
• 5.3 本章小结52-53
• 第六章 智能家居系统软件设计53-66
• 6.1 主程序部分源文件53-55
• 6.2 网络协调器模块设计55-60
• 6.2.1 程序主框架55-56
• 6.2.2 网络的建立56-59
• 6.2.3 允许设备加入网络59-60
• 6.3 终端设备模块设计60-65
• 6.3.1 程序框架60-61
• 6.3.2 加入网络61-63
• 6.3.3 温度采集63-64
• 6.3.4 其他终端模块64-65
• 6.4 本章小结65-66
• 第七章 系统的网络管理和控制界面66-74
• 7.1 网络管理66-69
• 7.1.1 串口通信协议67-68
• 7.1.2 管理平台68-69
• 7.2 系统控制界面69-71
• 7.3 系统测试71-72
• 7.4 系统主要特点72-73
• 7.5 本章小结73-74
• 第八章 结论74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-78

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