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基于ZigBee技术的智能家居系统

作　者: 孙宏宇
导　师: 廖勇；王兴宝
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 智能家居 ZigBee ATmega8 ATmega128L CC2420
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


智能家居就是利用网络连接设备将家庭生活中的各种电子设备、电器等关联起来,以便实现对家用设备和生活环境的智能化管理、远程监控以及资源共享。目前,市场上流行的智能家居产品功能不尽完善,因此在一定程度上远不能满足人们对智能化生活的需要。鉴于此,我们以ATmega8、ATmega128L+CC2420开发套件为核心硬件,基于ZigBee技术设计了智能家居系统。该系统模拟实现了如下功能:控制有线连接的模拟家电;通过ZigBee模块实现远程控制模拟家电;利用传感器收集家居环境并反馈;设计了多个可扩展模块,用来加入后续的家电。本文设计的智能家居系统由三大功能模块组成,即用户控制模块、模拟家电模块、ZigBee控制模块,用户可以通过用户控制模块中的按钮实现对模拟家电工作状态的查询和控制。模拟家电模块用于模拟家电状态,并在界面上显示。ZigBee模块实现了无线通信和远程控制,并提供了监视系统环境的功能,该模块将家居环境信息以帧的形式发送给主控制器。实验结果表明,我们设计的智能家居系统界面简洁易于操作,可以满足用户对特定家电的控制要求,同时通过观察界面上的环境系数,实时监控整个家居环境。测试结果表明本系统达到了预期的设计目标。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 智能家居的概念  8
  1.2 国内外研究现状  8-10
  1.3 课题选择的意义  10-11
  1.4 本文的主要工作和组织结构  11
  1.5 本章小结  11-12
第二章 ZIGBEE 技术简介  12-18
  2.1 ZIGBEE 网络结构  12-14
    2.1.1 ZIGBEE 网络设备组成  12
    2.1.2 ZIGBEE 网络拓扑结构  12-13
    2.1.3 ZIGBEE 网络协议框架  13-14
  2.2 ZIGBEE 协议栈介绍  14-17
    2.2.1 IEEE 802.15.4 物理层  14-15
    2.2.2 IEEE 802.15.4 MAC 子层  15-16
    2.2.3 ZIGBEE 协议网络层  16
    2.2.4 ZIGBEE 协议应用层  16-17
  2.3 本章小结  17-18
第三章 系统总体需求分析  18-25
  3.1 系统的设计目标  18-19
  3.2 系统的功能和组成  19-21
  3.3 系统开发工具  21-24
    3.3.1 系统开发硬件设备  21-23
    3.3.2 系统软件开发环境  23-24
  3.4 本章小结  24-25
第四章 系统详细设计  25-50
  4.1 用户控制模块设计  25-29
    4.1.1 用户控制模块上位机设计  26-27
    4.1.2 用户控制模块下位机设计  27-29
  4.2 模拟家电模块设计  29-32
    4.2.1 模拟家电模块上位机设计  29-31
    4.2.2 模拟家电模块下位机设计  31-32
  4.3 ZIGBEE 模块设计  32-49
    4.3.1 无线网络的建立  33-35
    4.3.2 网络协调器子模块  35-37
    4.3.3 精简功能节点(RFD)--网络终端子模块  37-40
    4.3.4 ZIGBEE 传感器板（SENSOR BOARD）子模块  40-49
  4.4 本章小结  49-50
第五章 系统实现  50-66
  5.1 系统功能实现说明  50-54
  5.2 主要功能模块实现介绍  54-65
    5.2.1 用户控制模块功能代码演示  57-58
    5.2.2 模拟家电模块功能代码演示  58-59
    5.2.3 ZIGBEE 模块功能代码演示  59-65
  5.3 本章小结  65-66
第六章 系统测试  66-70
  6.1 测试环境  66
  6.2 界面测试  66
  6.3 功能测试  66-67
  6.4 性能测试  67-68
  6.5 测试结果  68
  6.6 测试中遇到的问题  68-69
  6.7 小结  69-70
第七章 总结  70-71
  7.1 结束语  70
  7.2 不足与展望  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-74

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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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