基于Zigbee无线传感网络的智能家居系统关键技术研究

发布时间：2017-06-24 18:09

  本文关键词：基于Zigbee无线传感网络的智能家居系统关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着居民生活水平的不断提高,社会公众对生活品质的要求也不短提升。特别是在当今科技水平飞速发展的时代,智能家居开始走进人们的生活。现阶段智能家居系统基本都是按照有线组网的模式来建立的,该模式最大的弊端就是布线非常复杂,对系统的扩展性和简洁性有着较大的影响。因此,未来智能家居系统的发展方向逐步走向无线化,结合无线通信技术的发展,近距离无线智能家居系统将得到广泛应用。ZigBee技术具有低功耗、低成本、组网灵活等多种优势,基于ZigBee无线传感网络的应用对智能家居系统的发展起到了非常大的促进作用。ZigBee技术在新型智能家居系统中承担着系统数据传输、接受和处理等多项任务,如何更好的将ZigBee技术与智能家居系统融合在一起是需要深入研究的内容。基于ZigBee无线传感网络的智能家居系统设计首要任务就是结合实际需求出发,在ZigBee协议栈的基础上,对系统整体框架加以研究,进而得到总体设计方案。智能家居系统功能模块设计,也是需要根据具体任务来执行的,特别是传感器和控制器型号的选择也需要结合具体功能。智能家居系统要保证能够对室内外环境的温湿度、光照强度等信息进行实时准确的采集,确保能够对室内防盗、火宅等危险情况实施预警。ZigBee无线传感网络与智能家居系统相结合,能够极大拓展其应用范围和应用稳定性、便捷性。基于此,本文主要研究内容分为以下几个部分:第一章绪论,对文章整体概况加以介绍,总结归纳智能家居系统国内外研究现状;第二章ZigBee技术简介,对ZigBee无线传感网络的应用现状进行分析,研究ZigBee协议规范及网络拓扑结构,为后续章节做好铺垫;第三章基于ZigBee技术的智能家居系统设计。本章内容主要研究的是系统整体框架及各个功能模块;第四章智能家居系统硬件设计,对处理器及ZigBee无线芯片进行分析选择,并研究CC2420与处理器的连接方法,设计从控制模块、主控制模块、数据处理模块外围电路、数据处理模块辅助电路,研究传感器电路及电压检测原理;第五章智能家居系统软件设计,分析嵌入式Web服务器的建立方式,设计Boa服务器中CGI程序,研究移植CGIC库和嵌入式数据库SQLite。
【关键词】：ZigBee 智能家居 传感器 SQLite
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU855;TP212.9;TN92
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 国外智能家居系统现状11-13
• 1.2.2 国内智能家居系统现状13-16
• 2 ZigBee技术16-26
• 2.1 ZigBee简介16-17
• 2.2 ZigBee无线传感器网络研究现状17-18
• 2.3 ZigBee协议规范18-22
• 2.3.1 ZigBee协议栈物理层规范19
• 2.3.2 ZigBee协议栈数据链路层规范19-21
• 2.3.3 ZigBee协议栈网络层规范21-22
• 2.3.4 ZigBee协议栈应用汇聚层规范22
• 2.3.5 ZigBee协议栈应用层规范22
• 2.4 ZigBee网络拓扑结构22-24
• 2.5 ZigBee技术的应用领域24-26
• 3 基于ZigBee技术的智能家居系统设计26-32
• 3.1 系统结构设计26-28
• 3.1.1 系统功能框图26-27
• 3.1.2 系统功能描述27-28
• 3.2 模块描述28-32
• 3.2.1 传感器结构描述28
• 3.2.2 A板结构描述28-29
• 3.2.3 B板结构描述29-32
• 4 智能家居系统硬件设计32-38
• 4.1 处理器的选择32
• 4.2 ZigBee无线芯片的选择32-33
• 4.3 CC2420与处理器的连接33
• 4.4 从控制模块的设计33-34
• 4.5 主控制模块的设计34
• 4.6 数据处理模块外围电路设计34-35
• 4.7 数据处理模块辅助电路设计35-36
• 4.8 传感器电路及电压检测原理36-38
• 5 智能家居系统软件设计38-44
• 5.1 嵌入式Web服务器的建立38-39
• 5.2 Boa服务器中的CGI程序设计39-41
• 5.3 移植CGIC库41-42
• 5.3.1 设置环境变量42
• 5.3.2 配置编译条件42
• 5.3.3 编译并优化CGIC库42
• 5.4 嵌入式数据库SQLite42-44
• 5.4.1 SQLite介绍43
• 5.4.2 SQLite移植43-44
• 6 结论44-46
• 致谢46-48
• 参考文献48-51

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本文编号：479007