本文關(guān)鍵詞：基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 智能家居 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 路由協(xié)議 軟硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)測試

【摘要】：科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和生活水平的不斷提高,讓人們對居住環(huán)境的要求不斷升級。人們希望居住的環(huán)境不再僅僅能提供物理上的休息空間,還能夠具備舒適和便捷的特性,因此智能家居系統(tǒng)在近年來得到了越來越多的發(fā)展。智能家居是一個兼?zhèn)浣ㄖ�、網(wǎng)絡(luò)、通信、自動化,集管理和服務(wù)為一體的高效舒適、安全環(huán)保的居住環(huán)境,能夠根據(jù)不同用戶的需求提供個性化的生活空間。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有擴(kuò)展能力強(qiáng)、通信能力強(qiáng)、自組織能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)成為了現(xiàn)在智能家居領(lǐng)域的主要發(fā)展方向,因此本文開展了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。論文分析了智能家居的基本結(jié)構(gòu)和主要功能,研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本原理和主要特點(diǎn),設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于ZigBee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)智能家居系統(tǒng),并通過研究對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的改善優(yōu)化了智能家居系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)性能。在此基礎(chǔ)上,完成了智能家居系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了智能家居系統(tǒng)的開發(fā),論文的主要工作包括以下幾個方面:1.針對智能家居系統(tǒng)的需求和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍廣,適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn),深入研究了實(shí)現(xiàn)低工作能耗、長生命周期的智能家居網(wǎng)絡(luò)需要重點(diǎn)解決的問題,基于ZigBee協(xié)議構(gòu)建了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)智能家居系統(tǒng)。2.分析了不同的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的功能、特點(diǎn)和使用范圍,將基于地理信息位置的能效路由協(xié)議引入到本文設(shè)計(jì)的智能家居系統(tǒng)中,采用信息反饋機(jī)制和節(jié)點(diǎn)交替使用的方法改進(jìn)了路由空洞問題的解決方法,仿真結(jié)果表明本方法可提高能效路由協(xié)議的節(jié)能性,在相同的仿真條件下,采用改進(jìn)算法后,節(jié)點(diǎn)的平均能耗要比采用未改進(jìn)算法降低約10%,第一個節(jié)點(diǎn)的死亡時(shí)間較未改進(jìn)算法延長了約42%。3.完成了智能家居系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了主控制器的電源、時(shí)鐘、串口等部分電路,以及傳感器節(jié)點(diǎn)的電源、時(shí)鐘電路、開關(guān)控制器等部分電路,并針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)智能家居系統(tǒng)的應(yīng)用要求,完成了應(yīng)用軟件的編寫。4.完成了系統(tǒng)測試。分別開展了系統(tǒng)的組網(wǎng)測試、無線通信功能測試和系統(tǒng)整體功能測試,驗(yàn)證了系統(tǒng)的組網(wǎng)能力,極限通信能力和系統(tǒng)對不同傳感器節(jié)點(diǎn)的控制能力以及系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和處理能力。各項(xiàng)測試結(jié)果表明論文實(shí)現(xiàn)的智能家居系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：智能家居 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 路由協(xié)議 軟硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)測試
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN929.5;TU855
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 符號對照表12-13
• 縮略語對照表13-18
• 第一章 緒論18-26
• 1.1 課題研究背景與意義18-19
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-22
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀19-20
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀20-21
• 1.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用21-22
• 1.3 論文的研究內(nèi)容和主要工作22-26
• 第二章 智能家居系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-42
• 2.1 智能家居系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和主要功能26-29
• 2.1.1 智能家居系統(tǒng)功能與架構(gòu)分析26-27
• 2.1.2 智能家居系統(tǒng)的主要功能27-29
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特性分析29-35
• 2.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本原理29-30
• 2.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)30-31
• 2.2.3 主要的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)31-35
• 2.3 基于ZigBee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)35-40
• 2.3.1 Zigbee協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范35-36
• 2.3.2 基于Zigbee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)36-38
• 2.3.3 智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)38-40
• 2.4 本章小結(jié)40-42
• 第三章 智能家居系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)42-68
• 3.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議性能分析42-44
• 3.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的分類和比較44-56
• 3.2.1 平面路由協(xié)議44-47
• 3.2.2 層次路由協(xié)議47-50
• 3.2.3 基于地理信息位置的路由協(xié)議50-56
• 3.3 基于改進(jìn)GEAR協(xié)議的智能家居系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化56-61
• 3.3.1 路由協(xié)議適用性對比分析56-57
• 3.3.2 GEAR協(xié)議的改進(jìn)和應(yīng)用57-61
• 3.4 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析61-66
• 3.5 本章小結(jié)66-68
• 第四章 智能家居系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)68-92
• 4.1 核心控制設(shè)備硬件設(shè)計(jì)68-78
• 4.1.1 主控制器硬件設(shè)計(jì)69-76
• 4.1.2 無線通信模塊硬件設(shè)計(jì)76-78
• 4.2 傳感器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)78-83
• 4.2.1 數(shù)據(jù)處理部分設(shè)計(jì)78-81
• 4.2.2 數(shù)據(jù)采集部分設(shè)計(jì)81-83
• 4.3 主控制器軟件設(shè)計(jì)83-86
• 4.3.1 交叉編譯環(huán)境構(gòu)建83-84
• 4.3.2 Bootloader的配置84
• 4.3.3 內(nèi)核的移植和文件系統(tǒng)的建立84-85
• 4.3.4 應(yīng)用程序的編碼和移植85-86
• 4.3.5 指令和信息傳輸設(shè)計(jì)86
• 4.4 傳感器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)86-88
• 4.5 人機(jī)交互模塊軟件設(shè)計(jì)88-90
• 4.6 本章小結(jié)90-92
• 第五章 智能家居系統(tǒng)的測試與結(jié)果分析92-102
• 5.1 系統(tǒng)組網(wǎng)功能測試與結(jié)果分析92-94
• 5.2 無線通信性能測試與結(jié)果分析94-96
• 5.3 系統(tǒng)整體功能測試與結(jié)果分析96-100
• 5.4 設(shè)計(jì)目標(biāo)與實(shí)現(xiàn)結(jié)果比較100
• 5.5 本章小結(jié)100-102
• 第六章 工作總結(jié)與展望102-104
• 6.1 工作總結(jié)102-103
• 6.2 工作展望103-104
• 參考文獻(xiàn)104-108
• 致謝108-110
• 作者簡介110-111

【相似文獻(xiàn)】

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