ZigBee技术在历史文化街区智能化中的应用

论文摘要

家庭安防系统是历史文化街智能家居系统的一个重要组成部分,研究该系统的目的是实现四合院智能家居环境下的安防自动化,向用户提供一个智能、安全和便利的生活环境。低功耗、低成本、易于组网和维护的家庭智能化系统的研究与开发,是一项有关自动控制、计算机、通信等多学科交叉研究的课题。ZigBee是一种最新出现的无线通信技术,在家用系统控制、楼宇自动化和工业监控领域具有广阔的市场空间。蓝牙技术,由于协议复杂、成本高、耗电等,在上述应用领域中的推广应用遇到较大的困难。论文在分析ZigBee技术特点的基础上,提出了采用信息化技术将其改造并提升为智能街区的建议。研究的重点在于对ZigBee技术在历史文化街区安防系统进行了细致的研究,并给出了具体的软硬件研制方案。本文主要的研究工作如下:(1)深入研究了ZigBee技术的特性,并将其和蓝牙技术进行了比较。(2)给出了历史文街四合院控制网络系统的硬件设计方案,并进行软件测试。(3)给出了ZigBee技术在四合院中防盗系统的软硬件设计方案,并对运行结果进行了分析。(4)最后,对课题的研究情况做出总结,同时提出课题进一步的研究方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的来源与研究意义
• 1.1.1 智能街区与数字北京
• 1.1.2 适合历史文化街区的智能化内容
• 1.1.3 实现智能化方案的现状
• 1.2 家居安防系统目前存在的问题
• 1.3 ZigBee可作为构造四合院家居安防系统的利器
• 1.4 论文的结构安排
• 第二章 ZigBee技术综述
• 2.1 ZigBee相对于蓝牙的优势
• 2.2 ZigBee技术探秘
• 2.2.1 ZigBee无线信道
• 2.2.2 ZigBee与IEEE802.15.4的关系
• 2.2.3 ZigBee协议栈
• 2.2.4 ZigBee网络模型
• 2.3 ZigBee技术的应用领域
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于zigBee标准的各层协议模型
• 3.1 ZigBee物理层协议规范
• 3.1.1 物理层协议数据单元的结构
• 3.1.2 物理层的载波调制
• 3.2 ZigBee MAC层协议规范
• 3.2.1 MAC层功能描叙
• 3.2.2 MAC层帧
• 3.3 ZigBee网络层协议规范
• 3.3.1 网络层结构帧格式
• 3.3.2 服务说明
• 3.4 ZigBee应用层协议规范
• 3.5 ZigBee安全层协议规范
• 3.6 本章小结
• 第四章 历史文化街四合院控制网络系统的硬件设计及软件测试
• 4.1 系统的功能部件构成
• 4.1.1 主控制器
• 4.1.2 终端控制及检测模块单元
• 4.2 硬件电路
• 4.3 硬件模块测试
• 4.3.1 MC9508GT60模块程序测试
• 4.3.2 MC13192射频模块测试
• 4.3.3 SPI通信程序
• 4.4 硬件系统节点的软件设计
• 4.4.1 主节点的软件设计
• 4.4.2 子节点的软件设计
• 4.5 本章小结
• 第五章 ZigBee技术在文化街安防系统智能化的实现
• 5.1 ZigBee技术在历史文化街安防报警系统概述
• 5.2 ZigBee技术无线防盗系统的构成
• 5.3 ZigBee技术防盗系统的软硬件设计
• 5.3.1 射频部件——飞思卡尔的MC13192
• 5.3.2 核心控制部件——飞思卡尔的MC9S08GT60
• 5.3.3 开发环境
• 5.4 ZigBee技术防盗系统工作原理
• 5.5 系统运行结果和评价
• 5.5.1 系统运行结果
• 5.5.2 系统运行中容易出现的问题及对系统的评价
• 5.6 该无线防盗系统的优点
• 5.7 ZigBee技术在历史文化街安防系统应用的其他环节
• 5.8 本章小结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 主要创新点
• 6.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间发表的学术论文及参与的科研项目
• 附录B 部分软件源程序