基于ZigBee无线传感网络的手持系统的研究与设计

论文摘要

进入21世纪以来，科技的飞速发展孕育了一种新型的传感网网络——无线传感器网络，而智能家居把无线传感网络带进了家庭。智能家居利用先进的计算机技术、无线网络技术和综合布线技术将家庭中的各种电子、电器设备通过网络连接起来，从而实现了对这些家居设备和家庭环境的智能管理和监控。智能家居的高速发展，而智能家居的控制器一般都是庞大的电脑，没有很好的携带性和移动性，鉴于此本文提出了一种便携式的手持终端控制器。本文对无线数据传输、嵌入式网关和本地触摸与远程控制等关键技术作了深入的研究，引入嵌入式以太网技术和ZigBee无线技术，构成一个便携的手持控制器，可以分别通过家庭本地触摸控制和远程访问两种方式实现对家庭家居的控制。本文主要完成了以下工作：1.手持终端设备的硬件设计和底层驱动软件的设计，并实现了本地触摸控制功能；2.完成了远程用户控制界面和液晶菜单触摸控制界面，实现图形交互界面；3.研究ZigBee协议栈，实现了手持设备与家电的无线传输，构成家庭内部网络；4.研究TCP/IP协议栈，开发了嵌入式网关，将家庭的电器设备通过网关与外部的以太网连接，实现了家电的远程控制和检测。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 智能家居发展历程和课题背景
• 1.1.1 前言
• 1.1.2 国内外智能家居的发展状况
• 1.1.3 智能家居的发展趋势
• 1.1.4 课题背景和研究意义
• 1.2 论文组织结构
• 第二章 手持终端方案设计及ZigBee 技术
• 2.1 功能模块分析
• 2.1.1.手持终端的功能设计分析
• 2.1.2 手持终端的设计原则
• 2.1.3 系统中的各个功能模块
• 2.2 无线通信技术及ZigBee 技术的介绍
• 2.2.1 短距离无线通信技术
• 2.2.2 ZigBee 协议的网络拓扑结构
• 2.3 总体实现方案
• 2.4 本章小结
• 第三章 系统原理分析及硬件设计
• 3.1 ZigBee 无线模块
• 3.1.1 CC2430 芯片概述
• 3.1.2 CC2430 主要特性
• 3.1.3 SPI 工作原理
• 3.2 文件读取模块
• 3.2.1 文件系统原理介绍
• 3.2.2 SD 卡原理图
• 3.3 显示模块
• 3.3.1 TFT 液晶显示屏
• 3.3.2 液晶显示电路
• 3.4 触摸模块
• 3.4.1 四线电阻式触摸屏
• 3.4.2 四线电阻式触摸控制方式
• 3.5 网关模块
• 3.5.1 嵌入式网关
• 3.5.2 PIC18F96J60 的介绍
• 3.5.3 硬件电路的设计
• 3.6 其他电路
• 3.6.1 电源电路
• 3.6.2 单片机其他外围电路
• 3.7 本章小结
• 第四章 软件设计及远程控制
• 4.1 ZigBee 无线收发软件
• 4.1.1 软件开发平台
• 4.1.2 ZigBee 协议栈
• 4.1.3 CC2430 驱动软件
• 4.1.4 无线模块流程图
• 4.2 文件读取显示软件
• 4.2.1 文件读取程序
• 4.2.2 文件显示程序
• 4.3 嵌入式菜单软件
• 4.4 TCP/IP 协议栈
• 4.4.1 TCP/IP 协议栈介绍
• 4.4.2 函数实现及流程图
• 4.5 远程控制界面
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本论文工作总结
• 5.2 今后研究工作及展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文与其他科研成果