基于ZigBee的家庭控制網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)和無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了多種短距離無線通信技術(shù)，如HomeRF、IrDA、BlueTooth以及ZigBee等。無線通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，形成無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，出現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。ZigBee技術(shù)就是在眾多無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的一種，且是一種短距離無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，強調(diào)低成本、低耗電、雙向傳輸、傳感器網(wǎng)絡(luò)功能等特點，非常適用于家庭控制網(wǎng)絡(luò)、建筑自動化、工業(yè)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域。本文就是通過分析研究ZigBee技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

2、，將其應(yīng)用于家庭控制網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)家庭控制網(wǎng)絡(luò)的無線連接功能，希望能為以后在家庭控制網(wǎng)中的實際應(yīng)用中提供一定指導(dǎo)和參考。 在家庭網(wǎng)絡(luò)中，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于家庭網(wǎng)絡(luò)已成為勢不可擋的趨勢，這不僅僅因為無線網(wǎng)絡(luò)可以提供更大的靈活性、流動性，省去了在綜合布線上的費用和精力，而且是其更符合家庭網(wǎng)絡(luò)的通訊特點，同時隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進一步發(fā)展，也必將大大促進家庭的智能化和網(wǎng)絡(luò)化進程。 本文首先介紹了ZigBee協(xié)議規(guī)范中的基本概念、協(xié)

3、議棧的架構(gòu)、詳細分析了各協(xié)議層的主要功能：根據(jù)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)和不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點及應(yīng)用領(lǐng)域選擇了樹型網(wǎng)絡(luò)作為家庭控制網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)；選擇了片上系統(tǒng)(SOC)解決方案—CC2430ZigBee集成模塊作為本課題的硬件設(shè)計模塊。 接著分析了家庭網(wǎng)絡(luò)模型，將家庭網(wǎng)絡(luò)分為家庭內(nèi)部網(wǎng)、家庭網(wǎng)關(guān)和家庭外部網(wǎng)絡(luò)并分析了各個模塊的功能；在基于ZigBee技術(shù)的家庭控制網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計中，詳細介紹了協(xié)調(diào)器建立網(wǎng)絡(luò)的過程和設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)的子、父

4、節(jié)點的處理流程，并在此基礎(chǔ)上進一步分析和完成了應(yīng)用終設(shè)備(Endpoim)的通信設(shè)計。 其次完成了ZigBee網(wǎng)絡(luò)中協(xié)調(diào)器節(jié)點和家庭控制網(wǎng)絡(luò)中的不同終設(shè)備節(jié)點的軟、硬件設(shè)計，分別是溫濕度傳感器節(jié)點、門禁射頻讀卡模塊節(jié)點和燈光模塊節(jié)點；完成了ZigBee控制網(wǎng)絡(luò)的測試；在家庭網(wǎng)關(guān)中，實現(xiàn)了Emil、基于GSM/GPRS模塊的電話、短信報警功能。 最后分析了家庭網(wǎng)絡(luò)的安全，介紹了高級加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)，實現(xiàn)了基于AES的加密