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基于ZigBee技术的智能家居系统研究
作 者: 孙国新
导 师: 南忠良
学 校: 天津科技大学
专 业: 检测技术与自动化装置
关键词: 智能家居 ZigBee 射频身份识别 远程控制
分类号: TP273.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
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。
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全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-8 1 前言 8-14 1.1 背景及其研究目的意义 8-9 1.1.1 选题背景 8 1.1.2 研究目的 8 1.1.3 研究意义 8-9 1.2 研究历史、现状及发展趋势 9-12 1.2.1 国内外研究历史、现状 9-10 1.2.2 发展趋势 10-12 1.3 主要研究内容及论文结构 12-14 2 系统总体方案设计 14-22 2.1 总体功能概括 14-15 2.2 几种典型的无线组网技术 15-18 2.3 系统总体设计 18-20 2.4 本章小结 20-22 3 系统硬件设计 22-44 3.1 ZigBee无线网络设备 22-25 3.1.1 CC2430无线单片机 22-23 3.1.2 CC2430无线射频收发 23-24 3.1.3 TSZ-CC2430无线ZigBee模块 24-25 3.2 监控节点 25-32 3.2.1 监控节点组成 25 3.2.2 人体信号检测 25-29 3.2.3 灯光控制 29-30 3.2.4 电源切换 30-32 3.3 选择添加的家用电器控制器 32-33 3.4 控制中心 33-43 3.4.1 GSM模块 34-38 3.4.2 RFID模块 38-41 3.4.3 控制中心MCU 41 3.4.4 电路连接 41-43 3.5 本章小结 43-44 4 下位机软件设计 44-56 4.0 ZigBee协议选择 44-46 4.1 通信协议的制定 46-47 4.2 ZigBee终端节点的程序设计 47-48 4.3 ZigBee协调器程序设计 48-49 4.4 控制中心主控制器程序设计 49-55 4.4.1 设备识别 49-50 4.4.2 控制中心串口数据的收发 50 4.4.3 双机通信协议 50-52 4.4.4 RFID模块驱动 52-53 4.4.5 SMS短信息模块数据收发 53-54 4.4.6 主程序流程 54-55 4.5 本章小结 55-56 5 上位机程序设计 56-74 5.1 数据库设计 56-59 5.1.1 数据库的选择 56-58 5.1.2 数据库设计 58-59 5.2 中央控制管理系统程序设计 59-63 5.2.1 中央控制管理系统菜单 60-61 5.2.2 关键窗体设计 61-63 5.3 家庭网站设计 63-73 5.3.1 家庭网站功能分析 63-64 5.3.2 家庭网站架构及关键技术 64-67 5.3.3 关键页面设计及美化 67-73 5.4 本章小结 73-74 6 结束语 74-76 6.1 全文总结 74-75 6.2 发展与展望 75-76 7 参考文献 76-81 8 攻读硕士学位期间发表论文情况 81-82 9 致谢 82
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
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