基于6LoWPAN技术的智能家居系统研究

论文摘要

物联网作为新一代信息技术的产物,它的发展将极大地促进人类社会与自然世界虚拟与现实的交互。现在物联网应用尚处于起步阶段,任何国家都有机会,在物联网相关应用尚未成熟的情况下中国应该抓住这个机会,及早参与制定物联网应用行业标准、尽量多的部署示范性应用,这样在将来的发展过程中才能占据制高点。智能家居作为物联网应用的主要部分,对物联网的发展将会起到很大的推动作用。ZigBee在成本、建设和维护方面的优势使其在物联网智能家居领域得到广泛的应用;但由于未来物联网智能家居的理念是实现家中各种物体方便接入网络,实现信息共享,ZigBee在与现有互联网兼容上的缺陷使其发展受到局限。本课题通过设计智能家居的演示系统,由此而展望未来智能家居的发展方向。智能家居主要分为传感、传输和控制部分,通过三部分的结合实现智能家居中智能的目的,论文主要介绍了本课题在网络传输上所采用的ZigBee技术,以及传感部分采用的传感器技术,整个系统利用ZigBee网络技术结合温度传感器、热释电红外传感器构建无线传感器网络,以无线传感器网络为基础在控制部分利用LabVIEW开发工具来实现家居系统的智能化、人性化。课题最后部分根据ZigBee智能家居系统发展所面临的问题分析了现有的实现大规模物体接入网络的6LoWPAN技术,介绍了6LoWPAN网络协议模型,它所采用的主要技术,并在协议算法方面进行了改进、优化。6LoWPAN融合了无线传感器网络与IPv6网络,随着下一代IP网络逐渐成为市场主流,6LoWPAN能够很好地促进未来智能家居的发展,实现物联网的大规模应用。通过本课题设计的智能家居演示系统看到了ZigBee的优势和不足,同时看到了6LoWPAN良好的发展前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 论文结构
• 第二章 物联网概况
• 2.1 概述
• 2.2 各国物联网发展战略
• 2.3 物联网发展架构
• 2.4 物联网应用中的核心技术
• 2.4.1 射频识别技术
• 2.4.2 无线传感器网络技术
• 2.4.3 物联网中间件技术
• 2.4.4 创新性应用
• 2.5 物联网发展面临的问题
• 2.5.1 安全问题
• 2.5.2 标准化问题
• 2.5.3 地址问题
• 2.5.4 多技术融合问题
• 2.6 小结
• 第三章 6LoWPAN 技术背景
• 3.1 概述
• 3.2 技术优势
• 3.3 关键问题
• 3.4 小结
• 第四章 ZigBee 无线智能家居系统
• 4.1 概述
• 4.2 系统组成结构
• 4.3 系统介绍
• 4.3.1 传感器
• 4.3.2 网络系统
• 4.4 上层开发工具
• 4.4.1 LabVIEW 概述
• 4.4.2 LabVIEW 的特点及应用
• 4.4.3 界面程序
• 4.5 小结
• 第五章 6LoWPAN 协议算法优化
• 5.1 概述
• 5.2 适配层特点
• 5.3 多径路由分组转发
• 5.3.1 6LoWPAN 路由概述
• 5.3.2 两类路由算法
• 5.3.3 核心思想
• 5.4 小结
• 总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附表