基于无线传感器网络的智能家居系统研究与设计

论文摘要

智能家居系统是在已有的智能家居条件基础上,把舒适、安全、与家电设备能实现通讯、控制等功能加入系统,从而实现家庭与外部之间的信息交流,为人们提供舒适、安全、自主可控的家居生活条件。智能家居的最终目标是将家电设备、安防设备及通信设备通过通信技术连接到一个智能控制系统,由控制系统对家电及安防等设备进行异地监视与控制等集中管理,实现家居设施与环境的协调。我国的经济正快速增长,伴随着经济增长,国民的居住条件在不断提高,他们对家居功能,特别是智能家居的要求也在不断提升。智能家居产品在中国这样一个大市场里有着非常广阔的前景,但目前的智能家居系统受到价格等因素的限制在推广上出现一定困难。本文以安防、智能、通信控制为研究对象,在无线传感网的基础上进行全面、深入研究,选择ZigBee技术做为智能家居系统组网技术,利用ZWorkRoom开发的ZigBee工作平台开发出整套智能家居系统。根据实验验证,整套智能家居系统具有低功耗、低成本、时延短、网络容量大等特点,是一套性价比高的智能家居系统解决方案,具有良好的开发和应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 智能家居概念
• 1.2 选题的目的和意义
• 1.3 智能家居控制系统的现状与发展
• 1.4 智能家居组网技术
• 1.4.1 有线组网技术
• 1.4.2 无线组网技术
• 1.5 无线传感器网络技术研究与应用
• 1.5.1 无线传感器网络技术研究
• 1.5.2 无线传感器网络技术应用
• 1.6 论文研究内容
• 1.7 论文组织结构
• 第二章 ZigBee技术标准
• 2.1 ZigBee协议概述
• 2.2 IEEE802.15.4特点
• 2.3 ZigBee协议架构
• 2.4 ZigBee协议PHY层规范
• 2.5 ZigBee协议MAC层规范
• 2.6 ZigBee协议网络/安全层规范
• 2.6.1 ZigBee协议网络/安全层概述
• 2.6.2 ZigBee协议网络/安全层结构
• 2.7 ZigBee协议应用层规范
• 2.7.1 应用支持子层APS
• 2.7.2 ZigBee设备配置层
• 2.7.3 用户应用程序
• 2.8 本章小结
• 第三章 智能家居系统整体方案设计
• 3.1 系统整体设计架构
• 3.2 智能家居系统功能模块
• 3.2.1 安防传感系统
• 3.2.2 家电管理控制系统
• 3.2.3 信息管理系统
• 3.2.4 通信控制系统
• 3.3 ZigBee智能家居系统的节点与网络拓扑选择
• 3.3.1 ZigBee网络节点设备类型介绍
• 3.3.2 ZigBee网络拓扑选择
• 3.4 ZigBee实现方案选择
• 3.5 CC2430芯片介绍
• 3.6 本章小结
• 第四章 智能家居系统节点硬件设计与实现
• 4.1 数据处理与数据传输模块的硬件设计
• 4.2 电源供电模块
• 4.3 数据采集模块硬件设计
• 4.3.1 温度检测模块硬件设计
• 4.3.2 一氧化碳检测模块硬件设计
• 4.3.3 人体红外入侵检测模块硬件设计
• 4.4 人机交互按键、LCD
• 4.5 本章小结
• 第五章 智能家居系统软件设计与实现
• 5.1 ZigBee协议栈的实现
• 5.1.1 ZigBee协议栈介绍
• 5.1.2 ZigBee协议栈架构
• 5.2 ZigBee相关概念
• 5.3 ZigBee软件开发平台介绍
• 5.4 智能家居组网应用程序实现
• 5.4.1 智能家居子系统网络建立
• 5.4.2 智能家居子系统节点加入家庭内部网络
• 5.4.3 智能家居子系统节点建立绑定与数据传输
• 5.4.4 节点采集室内温度显示结果
• 第六章 总结
• 6.1 总结
• 6.2 完善与扩展
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况