基于ZigBee的空巢老人智能家居系统设计
发布时间：2022-07-14 15:23
如今,我国老龄人口占据的比重越来越大,独生子女比例也在逐步增加。社会的不断更新进步使得人们的生活节奏愈加急促,这也导致很多独生子女忙于外出学习工作,留下老人独自在家生活而且不能保障他们的人身安全。随着各种独居老人在家出安全事故的报道增多,老年人的安全问题已经逐渐引起了社会的广泛关注。而近年来,物联网技术、无线通信技术、计算机技术等新兴科技都在蓬勃发展,它们应该被应用到生活的各个方面,从而造福人类。本文研究目的是以新兴技术为基础,以空巢老人和长期在外的独身子女需求为核心,创新设计出一个空巢老人智能家居系统,以解决独居老人在家中安全得不到保障的问题。本文所设计的空巢老人智能家居系统是在国内外智能家居发展现状基础上的研究,主要分为家庭内部网络、网关和家庭外部网络三大部分,将数据信息采集、数据信息传递和数据信息接收集于一体。终端节点的各类传感器利用信息采集技术来采集老人在家中的生活数据信息,Zig Bee网络将采集到的信息参数发送到协调器节点;协调器节点Zig Bee网络与4G网络属于异构网络,在它们中间设有一个网关来将采集到的数据处理成可被两种网络传输的数据格式;协调器传输的数据经过网关处理...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景和课题研究目的
1.1.1 选题背景
1.1.2 课题研究目的
1.2 国内外研究动态和发展趋势
1.2.1 国内外研究动态
1.2.2 国内外研究存在的问题
1.2.3 国内外的研究发展趋势
1.3 论文研究内容及结构安排
1.3.1 论文研究内容
1.3.2 论文研究结构安排
1.4 本章小结
2 空巢老人智能家居系统的总体设计与相关技术
2.1 空巢老人智能家居系统总体架构
2.2 ZigBee技术简介
2.2.1 ZigBee技术概述
2.2.2 ZigBee技术特点
2.2.3 ZigBee设备类型
2.2.4 ZigBee网络拓扑结构
2.2.5 ZigBee协议规范
2.2.6 ZigBee技术的应用
2.3 4G技术
2.3.1 4G技术概述
2.3.2 4G网络结构
2.3.3 4G核心技术
2.3.4 4G技术的特点及其应用
2.4 本章小结
3 空巢老人智能家居系统硬件设计
3.1 空巢老人智能家居系统终端节点硬件设计
3.1.1 微处理器模块
3.1.2 DS18B20温度传感器模块
3.1.3 MQ-2烟雾传感器模块
3.1.4 HC-SR501红外传感器模块
3.1.5 防摔传感器模块
3.1.6 电源模块
3.1.7 复位电路模块
3.2 空巢老人智能家居系统路由器节点的硬件设计
3.3 空巢老人智能家居系统协调器节点硬件设计
3.3.1 USB转串口电路模块
3.3.2 报警电路模块
3.3.3 晶振电路模块
3.3.4 JTAG接口电路模块
3.4 空巢老人智能家居系统网关硬件设计
3.5 4G模块硬件电路设计
3.6 本章小结
4 空巢老人智能家居系统软件设计
4.1 软件开发环境
4.1.1 IAR集成开发环境简介
4.1.2 软件架构Z-Stack
4.2 空巢老人智能家居系统终端节点软件设计
4.2.1 CC2530模块BasicRF初始化
4.2.2 寻网与入网程序
4.2.3 CC2530子模块软件设计
4.2.4 DS18B20温度传感器模块
4.2.5 MQ-2烟雾传感器模块
4.2.6 红外传感器模块
4.2.7 防摔传感器模块
4.3 空巢老人智能家居系统路由节点软件设计
4.4 空巢老人智能家居系统协调器节点软件设计
4.4.1 协调器节点软件设计
4.4.2 串口模块软件设计
4.5 空巢老人智能家居系统网关软件设计
4.5.1 网关与CC2530模块的软件设计
4.5.2 网关节点与上位机通信协议
4.6 空巢老人智能家居4G通信软件设计
4.6.1 4G模块收发AT命令
4.6.2 短信模块设计
4.7 本章小结
5 上位机软件设计及空巢老人智能家居系统测试
5.1 上位软件开发环境
5.2 上位机软件设计
5.3 空巢老人智能家居系统测试
5.3.1 无线传输质量检测
5.3.2 终端节点测试
5.3.3 上位机界面测试
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]ZigBee网络地址分配机制及路由失效自修复研究[J]. 李清平,刘清华,傅幼萍. 山东理工大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]基于ZigBee和Android技术的独居老人远程监护系统的设计[J]. 薛亮,郭青. 自动化技术与应用. 2018(01)
[3]基于ZigBee和Wi-Fi的智能家居网关设计[J]. 王超颖,孙进生. 工业控制计算机. 2017(12)
[4]三网融合背景下4G通信技术在互联网电视中的运用[J]. 朱居正. 西南师范大学学报(自然科学版). 2017(09)
[5]基于STM32智能家居系统的无线网关设计[J]. 鲁玉军,冯燕. 工业控制计算机. 2017(08)
[6]基于ARM和ZigBee技术的智能家居系统的设计[J]. 任瑾,龙小丽,张晓亚. 自动化应用. 2017(08)
[7]基于物联网技术的孤残老人远程智能监护系统设计[J]. 何建强,陈垚. 湖北理工学院学报. 2017(03)
[8]基于ARM的颗粒物浓度的采集及远传系统设计[J]. 何宏,彭飞祥,张志宏. 天津理工大学学报. 2017(03)
[9]基于ZigBee无线传输网络的智能家居系统设计[J]. 徐文,孟文,曾丽. 自动化与仪器仪表. 2017(04)
[10]基于ZigBee组网的智能家居安防系统[J]. 李进山,赵金才,都晓鹏,梁峰. 天津农学院学报. 2017(01)
硕士论文
[1]基于无线传感网的养禽环境监控系统设计[D]. 沈忱.安徽理工大学 2017
[2]智能家居安防系统的设计[D]. 贾友波.吉林大学 2016
[3]老人生理状态与生活环境检测及应用研究[D]. 张孟诚.安徽理工大学 2016
[4]基于ZigBee智能家居系统的设计[D]. 王乐.西北民族大学 2016
[5]基于农业物联网技术智能大棚环境监测的研究[D]. 熊国.南昌大学 2015
[6]老人远程看护系统的设计和实现[D]. 张斌彪.吉林大学 2015
[7]适合老年人的智能家居设计研究[D]. 张进.北京理工大学 2015
[8]基于ZigBee网络的智能化养老系统设计[D]. 刘天宇.杭州电子科技大学 2014
[9]基于ZigBee的地震台站安防监控系统设计与实现[D]. 蔡凌云.河北科技大学 2014
[10]基于物联网的智能家居系统的设计与实现[D]. 杨耀.南京邮电大学 2014
本文编号：3661386
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景和课题研究目的
1.1.1 选题背景
1.1.2 课题研究目的
1.2 国内外研究动态和发展趋势
1.2.1 国内外研究动态
1.2.2 国内外研究存在的问题
1.2.3 国内外的研究发展趋势
1.3 论文研究内容及结构安排
1.3.1 论文研究内容
1.3.2 论文研究结构安排
1.4 本章小结
2 空巢老人智能家居系统的总体设计与相关技术
2.1 空巢老人智能家居系统总体架构
2.2 ZigBee技术简介
2.2.1 ZigBee技术概述
2.2.2 ZigBee技术特点
2.2.3 ZigBee设备类型
2.2.4 ZigBee网络拓扑结构
2.2.5 ZigBee协议规范
2.2.6 ZigBee技术的应用
2.3 4G技术
2.3.1 4G技术概述
2.3.2 4G网络结构
2.3.3 4G核心技术
2.3.4 4G技术的特点及其应用
2.4 本章小结
3 空巢老人智能家居系统硬件设计
3.1 空巢老人智能家居系统终端节点硬件设计
3.1.1 微处理器模块
3.1.2 DS18B20温度传感器模块
3.1.3 MQ-2烟雾传感器模块
3.1.4 HC-SR501红外传感器模块
3.1.5 防摔传感器模块
3.1.6 电源模块
3.1.7 复位电路模块
3.2 空巢老人智能家居系统路由器节点的硬件设计
3.3 空巢老人智能家居系统协调器节点硬件设计
3.3.1 USB转串口电路模块
3.3.2 报警电路模块
3.3.3 晶振电路模块
3.3.4 JTAG接口电路模块
3.4 空巢老人智能家居系统网关硬件设计
3.5 4G模块硬件电路设计
3.6 本章小结
4 空巢老人智能家居系统软件设计
4.1 软件开发环境
4.1.1 IAR集成开发环境简介
4.1.2 软件架构Z-Stack
4.2 空巢老人智能家居系统终端节点软件设计
4.2.1 CC2530模块BasicRF初始化
4.2.2 寻网与入网程序
4.2.3 CC2530子模块软件设计
4.2.4 DS18B20温度传感器模块
4.2.5 MQ-2烟雾传感器模块
4.2.6 红外传感器模块
4.2.7 防摔传感器模块
4.3 空巢老人智能家居系统路由节点软件设计
4.4 空巢老人智能家居系统协调器节点软件设计
4.4.1 协调器节点软件设计
4.4.2 串口模块软件设计
4.5 空巢老人智能家居系统网关软件设计
4.5.1 网关与CC2530模块的软件设计
4.5.2 网关节点与上位机通信协议
4.6 空巢老人智能家居4G通信软件设计
4.6.1 4G模块收发AT命令
4.6.2 短信模块设计
4.7 本章小结
5 上位机软件设计及空巢老人智能家居系统测试
5.1 上位软件开发环境
5.2 上位机软件设计
5.3 空巢老人智能家居系统测试
5.3.1 无线传输质量检测
5.3.2 终端节点测试
5.3.3 上位机界面测试
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]ZigBee网络地址分配机制及路由失效自修复研究[J]. 李清平,刘清华,傅幼萍. 山东理工大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]基于ZigBee和Android技术的独居老人远程监护系统的设计[J]. 薛亮,郭青. 自动化技术与应用. 2018(01)
[3]基于ZigBee和Wi-Fi的智能家居网关设计[J]. 王超颖,孙进生. 工业控制计算机. 2017(12)
[4]三网融合背景下4G通信技术在互联网电视中的运用[J]. 朱居正. 西南师范大学学报(自然科学版). 2017(09)
[5]基于STM32智能家居系统的无线网关设计[J]. 鲁玉军,冯燕. 工业控制计算机. 2017(08)
[6]基于ARM和ZigBee技术的智能家居系统的设计[J]. 任瑾,龙小丽,张晓亚. 自动化应用. 2017(08)
[7]基于物联网技术的孤残老人远程智能监护系统设计[J]. 何建强,陈垚. 湖北理工学院学报. 2017(03)
[8]基于ARM的颗粒物浓度的采集及远传系统设计[J]. 何宏,彭飞祥,张志宏. 天津理工大学学报. 2017(03)
[9]基于ZigBee无线传输网络的智能家居系统设计[J]. 徐文,孟文,曾丽. 自动化与仪器仪表. 2017(04)
[10]基于ZigBee组网的智能家居安防系统[J]. 李进山,赵金才,都晓鹏,梁峰. 天津农学院学报. 2017(01)
硕士论文
[1]基于无线传感网的养禽环境监控系统设计[D]. 沈忱.安徽理工大学 2017
[2]智能家居安防系统的设计[D]. 贾友波.吉林大学 2016
[3]老人生理状态与生活环境检测及应用研究[D]. 张孟诚.安徽理工大学 2016
[4]基于ZigBee智能家居系统的设计[D]. 王乐.西北民族大学 2016
[5]基于农业物联网技术智能大棚环境监测的研究[D]. 熊国.南昌大学 2015
[6]老人远程看护系统的设计和实现[D]. 张斌彪.吉林大学 2015
[7]适合老年人的智能家居设计研究[D]. 张进.北京理工大学 2015
[8]基于ZigBee网络的智能化养老系统设计[D]. 刘天宇.杭州电子科技大学 2014
[9]基于ZigBee的地震台站安防监控系统设计与实现[D]. 蔡凌云.河北科技大学 2014
[10]基于物联网的智能家居系统的设计与实现[D]. 杨耀.南京邮电大学 2014
本文编号：3661386
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