基于ZigBee技术的智能家居无线网络系统

论文摘要

智能家居是未来家居的发展趋势,它能够给用户提供安全、舒适和便利的生活环境,并且用户能够随时随地远程监控自己的家居。在智能家居系统中,将无线网络技术应用于家庭网络已成为势不可挡的趋势。这不仅仅是因为无线网络可以提供更大的灵活性、流动性,省去花在综合布线上的费用和精力,而且更因为它符合家庭网络的通讯特点。通过对国内外智能家居系统的全面分析和研究,本文分析了基于ZigBee技术的嵌入式控制家居网络这一最新控制方法,并对内部无线组网作了深入研究,实现了用户能够随时远程进行监控的智能家居无线网络系统。论文主要按照以下几部分展开论述:首先结合智能家居的国内外背景,分析了智能家居无线网络系统的一般构成以及控制系统在智能家居的地位,并通过对传统智能家居的特点进行分析,阐述了目前市场上的智能家居系统的局限性,指出了基于短程无线网络的现代智能家居系统是未来家居的发展趋势。接着对智能家居控制的系统构架以及相关关键技术进行了分析和比较,指出基于IEEE802.15.4的Zigbee技术是目前最适合无线家居控制系统的无线标准,并对该标准进行了深入研究。然后从系统和应用的角度阐述了智能家居系统的整体设计方案以及各模块的软硬件实现过程。实现了一个基于ZigBee技术的智能家居无线网络演示系统,包括基于ARM9的主控制器、测量温湿度及控制电器开关的无线传感器节点的硬件设计及软件设计,实现了用户远程监控家居状态的目的。最后对智能家居控制系统进行联调,对系统的功能进行了分析,给出了系统调试的结果,达到了先前预期的目标

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 智能家居控制系统的现状与发展
• 1.3 智能家居控制系统的特点和设计中考虑因素
• 1.4 课题的研究内容和论文结构安排
• 第二章 ZigBee协议规范研究及分析
• 2.1 ZigBee协议概况
• 2.2 ZigBee协议体系结构
• 2.3 ZigBee各层协议规范
• 2.4 ZigBee协议栈分析
• 2.5 ZigBee的应用
• 第三章 智能家居控制系统方案设计
• 3.1 系统总体设计方案
• 3.2 系统网络拓扑研究
• 3.3 系统功能
• 3.4 硬件设计思想
• 3.5 软件设计思想
• 3.6 本章小结
• 第四章 智能家居无线模块的设计与实现
• 4.1 无线模块硬件设计
• 4.2 系统软件开发环境
• 4.3 SHT11温湿度采集实现
• 4.4 ZigBee通讯程序
• 4.5 本章小结
• 第五章 智能家居主控制器的设计与实现
• 5.1 智能家居主控制器的硬件设计
• 5.2 嵌入式Linux开发环境及相关技术
• 5.3 嵌入式Internet技术在网关中的应用研究
• 5.4 CGI脚本程序及Html网页
• 5.5 FrameBuffer驱动与MiniGui程序
• 5.6 本章小结
• 第六章 系统调试与分析
• 6.1 系统联调
• 6.2 系统分析
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结和展望
• 7.1 系统结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 附录1 基于ZigBee协议无线通信相关函数源代码
• 1.1 ZigBee应用程序冷启动函数
• 1.2 系统初始化函数
• 1.3 创建应用进程函数
• 1.4 向协调节点发送数据函数
• 附录2 协调器与主控制器串口通信主要函数源代码
• 2.1 串口波特率设置函数
• 2.2 设置串口数据位，停止位和校验位函数
• 2.3 打开串口函数
• 2.4 主函数读取温湿度和设备状态
• 附录3 Sensirion SHT11驱动程序主要函数源代码
• 3.1 传感器复位函数
• 3.2 传感器初始化函数
• 3.3 读取传感器温度数据函数
• 3.4 读取传感器湿度数据函数
• 附录4 S3C2410 FrameBuffer驱动程序主要函数源代码
• 4.1 FrameBuffer初始化函数
• 4.2 FrameBuffer数据结构初始化函数
• 附录5 MiniGUI应用程序主要函数源代码
• 5.1 窗口过程函数MyWinProc
• 5.2 MiniGUI主窗口函数
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文