本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee技術(shù)的智能家居控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：傳統(tǒng)智能家居的市場普及率不高,普遍存在安裝復雜、功耗大、用戶體驗不好等問題。通過分析對比當下主流智能家居技術(shù),本文選擇ZigBee無線通信技術(shù)應(yīng)用于智能家居的研究與設(shè)計中,克服了有線技術(shù)的弊端,并提出一種基于ZigBee技術(shù)的輕量智能家居系統(tǒng)設(shè)計方案:在家庭內(nèi)部組建ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò),從各ZigBee終端設(shè)備(門窗磁終端、水浸終端、溫濕度終端、智能插座終端)采集數(shù)據(jù),通過消息隊列遙測傳輸(MQTT)技術(shù)推送至客戶端,使用戶實時獲取家庭內(nèi)部各項監(jiān)測信息,并進行智能控制,為用戶提供便捷、高效的智能家居體驗。系統(tǒng)主要采用CC2530 ZigBee芯片作為ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊,對ZigBee系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)組建模塊——ZigBee協(xié)調(diào)器,以及終端模塊——門窗磁、溫濕度傳感器、水浸、智能插座等設(shè)備進行硬件設(shè)計;軟件部分基于Z-stack協(xié)議棧對各模塊進行應(yīng)用層開發(fā),包括ZigBee網(wǎng)絡(luò)組建、ZigBee網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部通信、ZigBee終端數(shù)據(jù)采集、ZigBee網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)通信等,文中將對ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)部分進行詳細描述。本系統(tǒng)的創(chuàng)新點是:由于ZigBee終端設(shè)備未能成功連接ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)時依然產(chǎn)生能量消耗,給系統(tǒng)帶來不必要的能耗,降低了系統(tǒng)性能,本系統(tǒng)改進了ZigBee終端掉網(wǎng)后的持續(xù)尋網(wǎng)方式,采用間歇尋網(wǎng)的思想,有效地降低終端斷網(wǎng)后尋網(wǎng)的功耗。
【關(guān)鍵詞】：物聯(lián)網(wǎng) ZigBee 智能家居 CC2530 低功耗
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU855;TN92
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 緒論7-17
• 1.1 引言7
• 1.2 國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展概述7-8
• 1.2.1 國外物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展7
• 1.2.2 國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展7-8
• 1.3 智能家居概述8-14
• 1.3.1 智能家居定義8
• 1.3.2 智能家居國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-10
• 1.3.3 智能家居相關(guān)技術(shù)10-14
• 1.4 現(xiàn)實意義與主要研究內(nèi)容14-16
• 1.4.1 現(xiàn)實意義14-15
• 1.4.2 主要研究內(nèi)容15-16
• 1.5 主要創(chuàng)新點16
• 1.6 本章小結(jié)16-17
• 2 ZigBee及MQTT技術(shù)介紹17-34
• 2.1 ZigBee技術(shù)17-19
• 2.1.1 ZigBee特點17-18
• 2.1.2 ZigBee與IEEE 802.15.4 的區(qū)別聯(lián)系18-19
• 2.1.3 ZigBee設(shè)備19
• 2.2 ZigBee協(xié)議棧體系結(jié)構(gòu)19-31
• 2.2.1 物理層協(xié)議規(guī)范20-24
• 2.2.2 MAC層協(xié)議規(guī)范24-27
• 2.2.3 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議規(guī)范27-30
• 2.2.4 應(yīng)用層協(xié)議規(guī)范30-31
• 2.3 MQTT技術(shù)31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-34
• 3 ZigBee智能家居控制系統(tǒng)總體設(shè)計34-40
• 3.1 系統(tǒng)設(shè)計需求34-35
• 3.2 總體設(shè)計方案35-36
• 3.3 網(wǎng)絡(luò)拓撲選擇36-37
• 3.4 系統(tǒng)組成與功能37-39
• 3.4.1 ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)38-39
• 3.4.2 外部通信網(wǎng)絡(luò)39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 4 ZigBee智能家居控制系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn)40-53
• 4.1 CC2530介紹40-42
• 4.2 ZigBee協(xié)調(diào)器硬件設(shè)計42-45
• 4.3 ZigBee終端硬件設(shè)計45-52
• 4.3.1 門窗磁檢測模塊45-46
• 4.3.2 水浸檢測模塊46-48
• 4.3.3 溫濕度檢測模塊48-50
• 4.3.4 智能插座模塊50-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 5 ZigBee智能家居控制系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)53-79
• 5.1 IAR開發(fā)環(huán)境介紹53-54
• 5.2 ZigBee OSAL機制介紹54-56
• 5.3 ZigBee協(xié)調(diào)器軟件設(shè)計56-59
• 5.3.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)組建56-57
• 5.3.2 ZigBee協(xié)調(diào)器通信57-59
• 5.4 ZigBee終端設(shè)備軟件設(shè)計59-75
• 5.4.1 終端加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)59-60
• 5.4.2 門窗磁模塊60-64
• 5.4.3 水浸模塊64-67
• 5.4.4 溫濕度終端模塊67-70
• 5.4.5 智能插座模塊70-75
• 5.5 外部通信網(wǎng)絡(luò)75-77
• 5.6 降低功耗機制77-78
• 5.7 本章小結(jié)78-79
• 6 系統(tǒng)測試79-82
• 6.1 系統(tǒng)組網(wǎng)通信測試79
• 6.2 系統(tǒng)性能測試79-82
• 總結(jié)與展望82-84
• 參考文獻84-87
• 致謝87-88
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文目錄88-89

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee技術(shù)的智能家居控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：341891