隨著科技發(fā)展和無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步,各種智能化電子產(chǎn)品在人們的生活中應(yīng)用越來越廣泛。高科技和智能化技術(shù)由智能大廈走進(jìn)住宅家居用戶,家居智能化技術(shù)已經(jīng)成為前沿技術(shù)課題。尤其是無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,將無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引用到智能家居系統(tǒng)中,克服了傳統(tǒng)家居系統(tǒng)中布線復(fù)雜和能耗大的缺點(diǎn),進(jìn)一步推動了智能家居系統(tǒng)的發(fā)展。本文從家居用戶的使用體驗和家居系統(tǒng)基本功能需求出發(fā),設(shè)計了一款基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的對家居環(huán)境的溫濕度、火災(zāi)、煤氣功能進(jìn)行信息采集和監(jiān)控的智能家居系統(tǒng)。首先對課題背景和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析。對比現(xiàn)有的幾種典型無線通信協(xié)議技術(shù),結(jié)合幾種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),選擇功耗低、自組網(wǎng)能力強(qiáng)、使用簡單、穩(wěn)定性高的ZigBee技術(shù)作為家居內(nèi)部的無線通信技術(shù)。詳細(xì)分析研究ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)和各個層協(xié)議和數(shù)據(jù)傳輸。結(jié)合家居系統(tǒng)設(shè)計的通信要求選擇星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),對用戶進(jìn)行需求分析設(shè)計智能家居系統(tǒng)的整體架構(gòu)。選擇STM芯片作為系統(tǒng)的主控制器,以CC2530為家居系統(tǒng)中的通信節(jié)點(diǎn)主芯片,節(jié)點(diǎn)之間通過ZigBee技術(shù)進(jìn)行通信,構(gòu)成小型的家庭局域網(wǎng)。設(shè)計傳感器節(jié)點(diǎn)的具體功能,負(fù)責(zé)溫濕度、火災(zāi)、煤氣的... 

【文章來源】：戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

協(xié)議�；倔w系結(jié)構(gòu)

要的通信和無線數(shù)據(jù)收發(fā)的控制作用。物理層在整個結(jié)構(gòu)中具有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的收發(fā)，收道的選擇、通信接收發(fā)送頻段的分布。1）物理層數(shù)據(jù)收發(fā):物理層數(shù)據(jù)的發(fā)送是通過 MAC 首先發(fā)送數(shù)據(jù)請求，物理層接收求之后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理然后發(fā)送。在經(jīng)過物理層處理或發(fā)送完數(shù)據(jù)之后，包括經(jīng)處數(shù)據(jù)無法傳輸?shù)那闆r，物理層需要將狀態(tài)告知 MAC 層。而網(wǎng)絡(luò)中的接收方在接收到列的傳輸數(shù)據(jù)之后，再傳輸給 MAC 層。2）物理層測量：數(shù)據(jù)的測量這一過程的目的是為其他層的數(shù)據(jù)發(fā)送和處理提供一定作標(biāo)準(zhǔn)，例如協(xié)議的數(shù)據(jù)接收信號、傳輸信道的能量消耗的檢測，以及網(wǎng)絡(luò)對于空閑評估。3）收發(fā)機(jī)狀態(tài)設(shè)置：ZigBee 協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn) IEEE802.15.4 的收發(fā)機(jī)不能同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的和接收實時同步。在整個網(wǎng)絡(luò)的工作中是分為以下幾種狀態(tài)的：發(fā)送狀態(tài)、接收狀態(tài)、機(jī)關(guān)閉狀態(tài)。4）物理層的內(nèi)部屬性：協(xié)議棧的各個工作層都具有其獨(dú)有的內(nèi)部屬性，物理層同樣有其內(nèi)部屬性。為了在網(wǎng)絡(luò)通信中便于應(yīng)用掌握這些屬性，每個層都設(shè)置了一些原語，里基礎(chǔ)功能為讀取和設(shè)置屬性的原語[35]。

戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學(xué)碩士學(xué)位論文MAC 層為介質(zhì)訪問控制層也就是媒體接入控制，MAC 層在整個協(xié)議棧中最基礎(chǔ)的功能是對網(wǎng)絡(luò)中無線通信設(shè)備的控制以及如何通信的問題，并且在無線網(wǎng)絡(luò)中對資源進(jìn)行調(diào)控合理的利用和使用。MAC 層在網(wǎng)絡(luò)中為通信協(xié)議中的公共部分子層提供了所需要的訪問接入點(diǎn)和 MAC 層管理實體訪問接入點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)通信中為通信協(xié)議棧的上層供應(yīng)資源服務(wù)。MAC 層數(shù)據(jù)的供應(yīng)和提供服務(wù)而且為物理層和協(xié)議的其他層的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性提供保障，維護(hù)各子層數(shù)據(jù)信息庫。ZigBee 的 MAC 在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧中的功能主要有：1）通過算法解決信道沖突問題；2）網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器對信標(biāo)進(jìn)行處理，發(fā)送信標(biāo)或者檢測跟蹤；3）及時的對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理和維護(hù)保護(hù)時隙，并且利用的是 CSMA-CA 機(jī)制；4）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧在通信中連接的通斷；5) 在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的通信和發(fā)送處理中保證安全機(jī)制。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]淺析無線技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用[J]. 韋義宏,粟能鑫,謝宗民.  中國科技投資. 2013(Z1)
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[3]基于Android移動設(shè)備傳感器的體感應(yīng)用[J]. 韓迪,潘志宏.  華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(09)
[4]基于ZigBee的智能家庭醫(yī)保系統(tǒng)[J]. 陳志奎,李良.  計算機(jī)研究與發(fā)展. 2010(S2)
[5]基于ZigBee技術(shù)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計[J]. 南忠良,孫國新.  電子設(shè)計工程. 2010(07)
[6]智能家居的由來及其發(fā)展趨勢[J]. 馮凱,童世華.  中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2010(06)
[7]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展[J]. 李建中,高宏.  計算機(jī)研究與發(fā)展. 2008(01)

碩士論文
[1]ZigBee電路設(shè)計及在智能家居中的應(yīng)用[D]. 張小威.南京郵電大學(xué) 2013
[2]基于ZigBee技術(shù)的智能家居無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[D]. 詹良.北京郵電大學(xué) 2008



本文編號：3544852