基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，住宅小區(qū)和家庭逐漸智能化，智能家居系統(tǒng)成為當(dāng)今的一個(gè)研究熱點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)家庭信息化、網(wǎng)絡(luò)化是當(dāng)今智能家居系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 本課題基于ZigBee技術(shù)組建家庭內(nèi)部的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)了智能家居系統(tǒng)。完成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)家居內(nèi)部各種傳感器節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用功能，組建具備自組織功能的家庭ZigBee網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)間的信息交互，通過協(xié)調(diào)器管理整個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)的功能。最后通過智能家居服務(wù)器將家庭網(wǎng)絡(luò)與In

2、ternet相連，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程用戶對(duì)智能家庭網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和管理。與傳統(tǒng)智能家居系統(tǒng)相比，具有免布線、體積小、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控等特點(diǎn)。本系統(tǒng)重點(diǎn)解決組網(wǎng)方便、標(biāo)準(zhǔn)化、擴(kuò)展性強(qiáng)、低成本、低功耗等關(guān)鍵技術(shù)問題，具有較高的創(chuàng)新和實(shí)用價(jià)值，并可推廣應(yīng)用到工業(yè)過程控制、樓宇自動(dòng)化、醫(yī)療等其他領(lǐng)域。課題主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 第一章介紹課題的研究背景，智能家居和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念和性能特點(diǎn)，分析了智能家居的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，

3、確定課題的主要研究?jī)?nèi)容。 第二章設(shè)計(jì)智能家居系統(tǒng)總體方案，提出智能家居系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)，比較各種組網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)，選擇適合智能家居系統(tǒng)的ZigBee技術(shù)組建內(nèi)部通信網(wǎng)，通過對(duì)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞姆治?，確立家庭無線網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最后說明本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中考慮的主要因素。 第三章設(shè)計(jì)智能家居系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，其中重點(diǎn)為無線通訊模塊和微控制器模塊的硬件設(shè)計(jì)，最后編寫節(jié)點(diǎn)間無線通信的程序。 第四章設(shè)計(jì)智能家居內(nèi)部各種功

4、能節(jié)點(diǎn)的軟、硬件。 第五章設(shè)計(jì)家庭無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的軟件，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用的完整功能。首先簡(jiǎn)要分析ZigBee技術(shù)及ZigBee協(xié)議棧，然后分別設(shè)計(jì)主程序的軟件框架，編寫協(xié)調(diào)器和終端設(shè)備的程序，其中包括建立無線網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備加入無線網(wǎng)絡(luò)、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集等。最后成功組建由網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、路由設(shè)備和多個(gè)終端設(shè)備構(gòu)成的樹型、多節(jié)點(diǎn)、單跳路由的自組織家庭無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制和管理，具體實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)光控制、室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)、家用