基于ZigBee的智能空调控制系统的研究与设计

发布时间：2017-08-19 22:08

  本文关键词：基于ZigBee的智能空调控制系统的研究与设计

  更多相关文章： 智能空调 ZigBee 远程监控 数据采集

【摘要】：随着无线通信技术的迅猛发展以及国家经济水平的不断提高，智能化空调理念已经在普通百姓中悄然兴起。目前，社会上的智能化空调系统存在标准不统一、有线设计、体积大、实用性不强、功耗高等缺点，不适合普通百姓对智能空调控制系统的要求。针对以上问题，提出了一种基于ZigBee的智能空调控制系统的设计。该设计以ZigBee协议为基础实现对空调温度的远程采集以及操控，设计的系统成本低、具有国际统一标准、自组网能力强、功耗低等优点。 论文详细论述了智能家电的发展趋势，通过对比几种无线局域网技术的优缺点，选择了ZigBee技术作为智能空调控制系统的通信方式。首先，深入探讨了智能空调控制系统的方案设计，硬件电路主要包括数据采集模块、数据传输模块、数据控制模块及数据显示模块。采用CC2530芯片设计了采集模块和传感模块，采用DS18B20温度传感器进行温度数据的采集，采用Nokia5110液晶实现了显示功能的设计。深入研究了PCB内部天线增强系统抗干扰能力的设计，利用Altium Designer6.9软件完成了PCB版图的绘制。然后，详细论述了Z-Stack协议栈、采集模块和传感模块的工作流程，之后对系统进行了软硬件的设计，硬件是分模块进行设计的；软件设计是通过对重要程序的讲解，说明了Z-Stack协议栈、采集模块和传感模块工作流程，实现了采集模块和传感模块分别建立网络、查寻网络和加入网络的过程，论文对重要程序进行详细的说明。最后，，完成硬件实物的制作，软件的下载与调试，对设计的控制系统进行了基本功能测试。 测试结果表明，基于ZigBee的智能空调控制系统基本符合了设计的预期要求。
【关键词】：智能空调 ZigBee 远程监控 数据采集
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92;TM925.12
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 智能家电的发展趋势8-9
• 1.2 几种无线通信技术的比较9-11
• 1.3 论文研究的内容11-13
• 第2章 ZigBee 无线通信技术的研究13-20
• 2.1 ZigBee无线通信技术简介13-14
• 2.1.1 ZigBee 技术的起源13
• 2.1.2 ZigBee 技术的特点13-14
• 2.1.3 ZigBee 协议栈结构14
• 2.2 ZigBee无线通信技术物理层协议规范14-16
• 2.2.1 协议规范14-16
• 2.2.2 物理层干扰分析16
• 2.3 ZigBee无线通信技术MAC层协议规范16-17
• 2.4 ZigBee无线通信技术网络层协议规范17-18
• 2.5 ZigBee无线通信技术应用层协议规范18-19
• 2.6 本章小结19-20
• 第3章 智能空调控制系统的硬件设计20-33
• 3.1 智能空调系统的总体设计20-21
• 3.2 主芯片的选择21-24
• 3.2.1 CC2530 芯片21-22
• 3.2.2 CC2530 最小系统外围电路22-23
• 3.2.3 温度传感器DS18B2023-24
• 3.3 系统射频电路的天线24-26
• 3.3.1 天线的选择24-25
• 3.3.2 PCB 内部天线的设计25-26
• 3.4 采集模块的硬件设计26-27
• 3.5 传感模块的硬件设计27
• 3.6 供电电路设计27-28
• 3.7 其他模块电路设计28-31
• 3.7.1 LCD 及LED 部分28-30
• 3.7.2 下载接口电路30
• 3.7.3 USB 转串口电路30-31
• 3.8 智能空调控制系统的PCB设计31-32
• 3.9 本章小结32-33
• 第4章 智能空调控制系统的软件设计33-46
• 4.1 系统开发环境简介33-35
• 4.1.1 软件开发环境33-34
• 4.1.2 系统开发平台Z-Stack34-35
• 4.2 Z-Stack的工作流程35-38
• 4.3 采集模块软件程序设计38-40
• 4.4 传感模块软件程序设计40-43
• 4.5 入网地址的分配43-44
• 4.6 本章小结44-46
• 第5章 智能空调控制系统的测试与分析46-53
• 5.1 测试实验平台的搭建46-47
• 5.2 传感模块上温度的检测47-48
• 5.3 采集模块与上位机通信测试48-49
• 5.4 基于ZigBee无线温度采集的测试49-50
• 5.5 基于ZigBee的智能空调控制系统的测试50-52
• 5.6 本章小结52-53
• 第6章 结论53-54
• 参考文献54-56
• 硕士期间在学研究成果56-57
• 致谢57

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王超;高峰;姜洋;;基于Zigbee的智能家居控制系统的设计[J];长江大学学报(自然科学版);2011年10期

2 李战明;李泉;殷培峰;;基于ZigBee的环境监测无线传感器网络节点设计[J];电子测量技术;2010年06期

3 周涛;姚炯辉;;对高频PCB设计的研究[J];电子工程师;2006年11期

4 王保云;;物联网技术研究综述[J];电子测量与仪器学报;2009年12期

5 姚克非;;IEEE 802．15．4/ZigBee无线通信协议及其应用[J];电子技术;2006年11期

6 朱向庆;王建明;;ZigBee协议网络层的研究与实现[J];电子技术应用;2006年01期

7 孙殿东;朱悦;;无线传感器网络及应用研究[J];电子设计工程;2010年05期

8 南忠良;孙国新;;基于ZigBee技术的智能家居系统设计[J];电子设计工程;2010年07期

9 韦义宏;粟能鑫;谢宗民;;浅析无线技术在智能家居中的应用[J];中国科技投资;2013年Z1期

10 李皓;;基于ZigBee的无线网络技术及应用[J];信息技术;2008年01期

本文编号：703189