發(fā)布時(shí)間：2017-10-28 09:10

  本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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【摘要】：物聯(lián)網(wǎng)已被世界公認(rèn)為繼計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。它是以互聯(lián)網(wǎng)為平臺(tái)發(fā)展起來的必然產(chǎn)物,是一種高科技產(chǎn)業(yè),物聯(lián)網(wǎng)用途極其廣泛,其中智能家居是其中最具有代表性的應(yīng)用。本文對國內(nèi)外智能家居研究現(xiàn)狀進(jìn)行了對比,針對現(xiàn)在智能家居存在的不足,提出并設(shè)計(jì)了基于ZigBee智能家居無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。首先,對常見的幾種無線傳輸方式進(jìn)行對比,通過對比發(fā)現(xiàn)ZigBee比Wi-Fi、紅外、藍(lán)牙等在智能家居應(yīng)用中更具有優(yōu)勢,因此把ZigBee作為本次設(shè)計(jì)的無線傳輸方式,并且通過需求分析確定了智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。然后,對智能家居系統(tǒng)的硬件和軟件框架進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。其中,硬件設(shè)計(jì)大體可以分為兩部分：一部分是作為終端采集模塊的設(shè)計(jì)；另一部分是智能網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)。本次終端模塊主要是采集居住環(huán)境中的溫度、濕度、可燃?xì)怏w濃度、光照強(qiáng)度等環(huán)境變量,并將這些變量通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳給網(wǎng)關(guān),網(wǎng)關(guān)通過串口連接智能家居上位機(jī),上位機(jī)顯示采集的環(huán)境信息,并且上位機(jī)也可以下發(fā)命令來實(shí)現(xiàn)對終端節(jié)點(diǎn)的控制。軟件設(shè)計(jì)主要是以IAR為軟件開發(fā)平臺(tái),并且主要采用了Z-Stack協(xié)議棧,設(shè)計(jì)編寫了節(jié)點(diǎn)是如何組網(wǎng)、入網(wǎng)、離網(wǎng)以及節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇a,詳細(xì)闡述了上位機(jī)和智能網(wǎng)關(guān)之間的通信協(xié)議,使本次設(shè)計(jì)簡單清晰。最后,在實(shí)驗(yàn)室模擬家庭居住環(huán)境,對本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行了整體測試。包括：環(huán)境采集數(shù)據(jù)上傳、安防報(bào)警、傳輸數(shù)據(jù)誤碼率的測試,測試表明本次設(shè)計(jì)能夠達(dá)到預(yù)期目的。
【關(guān)鍵詞】：ZigBee Z-Stack協(xié)議棧 智能家居
【學(xué)位授予單位】：西北民族大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU855;TN92
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-11
• 1.1 論文研究的背景及其意義8
• 1.2 智能家居研究現(xiàn)狀8-10
• 1.2.1 國外智能家居研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 國內(nèi)智能家居研究現(xiàn)狀9
• 1.2.3 智能家居發(fā)展趨勢9-10
• 1.3 論文主要研究目的與內(nèi)容10-11
• 第2章 無線通信技術(shù)11-15
• 2.1 常用無線通信技術(shù)對比11-12
• 2.2 ZigBee技術(shù)12-14
• 2.2.1 IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)12-13
• 2.2.2 ZigBee協(xié)議體系結(jié)構(gòu)13-14
• 2.3 本章小結(jié)14-15
• 第3章 智能家居系統(tǒng)的需求分析與總體設(shè)計(jì)15-23
• 3.1 智能家居系統(tǒng)的需求分析15-18
• 3.1.1 用戶需求15-16
• 3.1.2 功能需求16-17
• 3.1.3 業(yè)務(wù)需求17-18
• 3.2 可行性分析18
• 3.3 智能家居基本功能設(shè)計(jì)18
• 3.4 智能家居系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案18-20
• 3.5 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇20-21
• 3.6 ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址分配21-22
• 3.7 本章小結(jié)22-23
• 第4章 智能家居系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)23-31
• 4.1 硬件總體設(shè)計(jì)23
• 4.2 ZigBee無線通信模塊23-26
• 4.3 電源模塊26
• 4.4 傳感器電路模塊26-30
• 4.4.1 溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)27-28
• 4.4.2 可燃?xì)怏w傳感器節(jié)點(diǎn)28-30
• 4.4.3 光敏傳感器節(jié)點(diǎn)30
• 4.5 本章小結(jié)30-31
• 第5章 智能家居系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)31-40
• 5.1 軟件開發(fā)平臺(tái)31-32
• 5.2 Z-Stack協(xié)議棧32-35
• 5.2.1 Z-Stack協(xié)議棧簡介32
• 5.2.2 Z-Stack協(xié)議棧系統(tǒng)初始化過程32
• 5.2.3 Z-Stack協(xié)議棧輪轉(zhuǎn)查詢式操作系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度32-35
• 5.3 智能家居節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)35-37
• 5.3.1 智能家居節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)35
• 5.3.2 智能家居節(jié)點(diǎn)離網(wǎng)35-36
• 5.3.3 智能家居節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸36-37
• 5.4 通信協(xié)議37-39
• 5.4.1 幀格式37-38
• 5.4.2 功能碼詳細(xì)描述38
• 5.4.3 通信協(xié)議具體描述38-39
• 5.5 本章總結(jié)39-40
• 第6章 智能家居系統(tǒng)功能測試及結(jié)果分析40-44
• 6.1 節(jié)點(diǎn)通信性能測試40-41
• 6.2 上位機(jī)軟件信息顯示及控制41-43
• 6.3 本章小結(jié)43-44
• 第7章 總結(jié)與展望44-46
• 7.1 工作總結(jié)44
• 7.2 工作展望44-46
• 參考文獻(xiàn)46-48
• 致謝48

【相似文獻(xiàn)】

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