基于ZigBee技术的智能家居系统研究

论文摘要

智能家居是为人们提供舒适、便捷居住环境的家居系统,是未来的发展方向。2009年4月15日,中国智能家居网的技术团队和编辑人员,在汇总了所有收集的智能家居技术、产品、案例后,在旧的智能家居定义的基础上,按照系统的观点,对智能家居进行了重新定义。本文是在对智能家居的最新定义进行充分解读的基础上,了解目前智能家居产品及发展现状,并通过对目前几种常用无线通信协议进行充分比较,选择了通过ZigBee技术实现家庭内部网络的建立,提出了一种基于ZigBee技术的智能家居系统的应用方案。本系统是利用网页和手机两种远程控制方式,结合PC机,再将CC2430无线ZigBee模块、ATMega128单片机、射频身份识别(RFID)模块和全球数字移动电话系统(GSM)模块组成系统控制中心,通过无线ZigBee网络,Internet和GSM网络完成对室内所有监控节点、选择添加的家用电器的本地和远程控制,从而为用户打造一种智能、灵活、方便的生活空间。具有添加新设备灵活,远程控制方便,和个人信息管理智能等优点。针对系统的功能,本文从硬件和软件两个方面介绍了系统的详细设计过程。其中,硬件设计主要是CC2430无线单片机、GSM模块等系统关键模块的选型和各节点的电路设计。软件设计又包括下位机和上位机软件设计。下位机软件设计主要是ZigBee模块和ATmega128单片机的程序设计；上位机软件主要包括中央控制管理系统和家庭网站,为了实现二者的通信和数据的存储,上位机还引入了MySQL数据库。本文设计的智能家居系统包括了(中央)控制管理系统、家庭安防系统、家居照明控制系统和家庭布线系统,符合智能家居的认定,可以称为智能家居。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 背景及其研究目的意义
• 1.1.1 选题背景
• 1.1.2 研究目的
• 1.1.3 研究意义
• 1.2 研究历史、现状及发展趋势
• 1.2.1 国内外研究历史、现状
• 1.2.2 发展趋势
• 1.3 主要研究内容及论文结构
• 2 系统总体方案设计
• 2.1 总体功能概括
• 2.2 几种典型的无线组网技术
• 2.3 系统总体设计
• 2.4 本章小结
• 3 系统硬件设计
• 3.1 ZigBee无线网络设备
• 3.1.1 CC2430无线单片机
• 3.1.2 CC2430无线射频收发
• 3.1.3 TSZ-CC2430无线ZigBee模块
• 3.2 监控节点
• 3.2.1 监控节点组成
• 3.2.2 人体信号检测
• 3.2.3 灯光控制
• 3.2.4 电源切换
• 3.3 选择添加的家用电器控制器
• 3.4 控制中心
• 3.4.1 GSM模块
• 3.4.2 RFID模块
• 3.4.3 控制中心MCU
• 3.4.4 电路连接
• 3.5 本章小结
• 4 下位机软件设计
• 4.0 ZigBee协议选择
• 4.1 通信协议的制定
• 4.2 ZigBee终端节点的程序设计
• 4.3 ZigBee协调器程序设计
• 4.4 控制中心主控制器程序设计
• 4.4.1 设备识别
• 4.4.2 控制中心串口数据的收发
• 4.4.3 双机通信协议
• 4.4.4 RFID模块驱动
• 4.4.5 SMS短信息模块数据收发
• 4.4.6 主程序流程
• 4.5 本章小结
• 5 上位机程序设计
• 5.1 数据库设计
• 5.1.1 数据库的选择
• 5.1.2 数据库设计
• 5.2 中央控制管理系统程序设计
• 5.2.1 中央控制管理系统菜单
• 5.2.2 关键窗体设计
• 5.3 家庭网站设计
• 5.3.1 家庭网站功能分析
• 5.3.2 家庭网站架构及关键技术
• 5.3.3 关键页面设计及美化
• 5.4 本章小结
• 6 结束语
• 6.1 全文总结
• 6.2 发展与展望
• 7 参考文献
• 8 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 9 致谢