基于ZIGBEE网络的智能家居无线网络课程设计论文

基于ZigBee技术的智能家居系统设计智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

基于智能家居的最新定义，参考ZigBee技术的特点，设计出的本系统，在包含了智能家居必备系统(智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统)的基础上，加入了家居布线系统、家庭网络系统、背景音乐系统和家庭环境控制系统。

在智能家居的认定上，只有完整地安装了所有的必备系统，并且至少选装了一种及以上的可选系统的家居系统才能称为智能家居。

因此，本系统可以称为是智能家居。

1 系统设计方案该系统设计由家庭内被控制设备和远程控制设备组成。

其中家庭内被控制设备主要有能访问Internet的计算机、控制中心、监控节点和选择添加的家用电器控制器。

远程控制设备主要由远程计算机和手机组成。

系统组成如图1所示。

系统的主要功能有：1)网页前台页面的浏览，后台信息管理；2)通过Internet 和手机两种远程控制方式实现室内家用电器、安防和灯光的开关控制；3)通过RFID模块实现用户识别，从而完成室内安防状态的开关，在盗贼入侵时通过短信息(SMS)向用户报警；4)通过中央控制管理系统软件完成室内灯光及家电的本地控制和状态显示；5)利用数据库完成个人信息存储和室内设备状态存储，通过中央控制管理系统方便用户查询室内设备状态。

2 系统硬件设计系统硬件设计包括控制中心、监控节点和选择添加的家用电器控制器(这里以电风扇控制器为例)的设计。

2．1 控制中心控制中心主要功能有：1)组建无线ZigBee网络，把所有监控节点加入网络中，并实现新设备的接收；2)用户身份识别，用户在离家或归来时通过用户卡实现室内安防的开关；3)当有盗贼入侵室内时，通过向用户发送短信息报警。

机器人3课程设计（论文）题目：基于Zigbee技术的智能家居控制系统设计基于Zigbee技术的智能家居控制系统设计摘要随着生活质量的日益改善和生活节奏的不断加快，人们的工作、生活日益信息化。

信息化社会改变了人们的生活方式与工作习惯，使得家居系统的智能化成为一种消费需求，智能家居系统越来越被重视。

因此，将家庭中各种通信设备、家用电器和家庭安保装置通过家居控制系统进行整合，并进行远程控制和管理，已经成为近年来一个热门研究课题。

关键词: Zigbee ；Z-Stack；CC2530芯片；智能家居The Design of Smart Home Control System Based on ZigBee Technology TechnologyABSTRACTWith the development of the science and economy，people’s living standard improves enormously.People may pay more and more attention to their living environment.Information society has changed people’S lifestyle and work habits to makeintelligent home system a consumer demand．Intelligent home system catches moreand more people’S attention.Thereforethe topic about the integration andmanagement of various communication equipments in home，household appliancesand home security devices combined by the intelligent home c ontrol system remotel，has become a hot research point in recent years．Key words: Zigbee; Z-stack;CC2530;Smart Home目录1绪论 (1)1.1无线传感器网络 (1)1.1.1无线传感器网络概况 (1)1.1.2无线传感器的应用现状 (1)1.1.3无线传感器的未来前景 (2)1.2基于Zigbee技术的无线传感器网络 (2)1.3论文结构 (3)2 Z-Stack协议栈 (4)2.1 Zigbee协议介绍 (4)2.1.1 Zigbee协议栈的结构 (4)2.2 Zigbee网络结构 (5)2.3 Z-Stack协议栈介绍 (6)2.3.1寻址 (6)2.3.2绑定 (9)2.3.3路由协议 (9)2.3.4数据发送函数 (10)2.3.5网络组建过程 (10)2.3.6数据接收函数 (10)3智能家居系统的实现 (13)3.1系统的整体介绍 (13)3.2系统硬件介绍 (13)3.2.1各类传感器模块 (13)3.2.2终端节点和数据汇聚模块 (15)3.3系统软件介绍 (16)3.3.1终端节点和数据汇聚模块软件设计 (16)3.3.2上位机（PC机）的监控界面 (18)4结论 (21)参考文献 (22)附录 (23)1 绪论1.1无线传感器网络1.1.1无线传感器网络概况无线传感器网络是指大量的移动的或静止的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络。

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计一、系统架构设计智能家居系统的架构主要包括传感器、控制器、通讯模块和远程控制终端。

传感器主要用于采集家居环境数据，如温湿度、光照等，控制器用于处理传感器数据，并控制家居设备的开关，通讯模块用于与远程控制终端进行通讯，远程控制终端则是用户通过手机或电脑控制家居设备的界面。

在基于Zigbee无线网络的智能家居系统中，传感器和控制器采用Zigbee模块进行通讯，通讯模块则将数据传输到互联网上，远程控制终端通过互联网与通讯模块进行通讯，以实现远程控制家居设备。

整个系统架构如下图所示：[示意图]二、传感器设计1. 温湿度传感器：采用Zigbee无线模块，实时采集室内温湿度数据，并通过Zigbee 协议传输到控制器。

2. 光照传感器：采用Zigbee无线模块，实时采集室内光照强度数据，并通过Zigbee 协议传输到控制器。

3. 人体感应传感器：采用Zigbee无线模块，检测室内是否有人活动，并通过Zigbee 协议传输到控制器。

三、控制器设计控制器是智能家居系统的核心部件，负责接收传感器数据，进行数据处理，并控制家居设备的开关。

控制器的主要功能包括以下几个方面：1. 数据处理：接收传感器采集的数据，并进行处理，例如根据温湿度数据自动调节空调温度，或根据光照强度数据控制窗帘开合。

2. 设备控制：根据用户的指令或自动化算法，控制家居设备的开关，如灯光、空调、窗帘等。

3. Zigbee通讯：与传感器和通讯模块进行Zigbee通讯，以实现数据的收发和控制指令的传输。

四、通讯模块设计通讯模块是连接智能家居系统和互联网的桥梁，负责将数据传输到互联网上，以实现远程控制和监控。

通讯模块的主要功能包括以下几个方面：1. Zigbee通讯：与控制器和传感器进行Zigbee通讯，实现数据传输和控制指令的传递。

2. 互联网通讯：通过WiFi或以太网等方式，将数据传输到互联网上，实现远程控制的功能。

基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统研究与设计一、本文概述随着科技的快速发展和人们生活质量的不断提高，智能家居系统已经成为现代生活的重要组成部分。

智能家居系统利用先进的无线通信技术，将家庭中的各种设备连接起来，实现智能化控制和管理，从而为用户提供更加便捷、舒适和节能的居住环境。

本文将重点研究与设计一种基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统，旨在提升家居环境的智能化水平，满足用户多样化的需求。

本文将首先介绍智能家居系统的发展背景和意义，阐述ZigBee 和WiFi两种无线通信技术在智能家居领域的应用优势和局限性。

在此基础上，提出一种基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统设计方案，该方案结合了ZigBee的低功耗、低成本和自组织网络特点以及WiFi的高速传输和广泛覆盖范围优势，以实现智能家居系统的高效、稳定和可扩展性。

文章将详细介绍该融合系统的架构设计、硬件选型、软件编程以及系统测试等方面内容。

通过对比分析不同通信协议的性能特点，选择合适的ZigBee和WiFi模块，并设计相应的硬件电路和软件程序。

文章还将探讨如何优化系统性能，提高数据传输速率和稳定性，以满足实际应用需求。

本文将总结研究成果，并对未来智能家居系统的发展趋势进行展望。

通过本文的研究与设计，旨在为智能家居领域的发展提供有益的参考和借鉴，推动智能家居技术的不断创新和应用。

二、ZigBee与WiFi技术概述在智能家居系统中，无线通信技术扮演着至关重要的角色，其中ZigBee和WiFi是两种被广泛采用的技术。

这两种技术各有优势，也存在着一定的局限性，因此，将它们融合在一起，可以充分发挥各自的优势，实现更为高效、稳定的智能家居系统。

ZigBee是一种低功耗、低成本的无线通信协议，专为物联网应用而设计。

它具有自组织、自修复的特性，能够在设备之间形成稳定的网络结构，特别适用于智能家居系统中的各种传感器、执行器等设备的连接和控制。

ZigBee模块在智能家居中的应用摘要：智能家居作为家庭信息化的实现方式已成为社会信息化发展的重要组成部分，在物联网智能家居繁多的应用中，因基于zigbee模块物联网最大的特点就是低功耗，特别是带有路由的可组网功能，非常符合物联智能家居这种市场需求的。

关键词：智能家居；物联网；zigbee模块中图分类号：tn929.5文献标识码：a文章编号：1007-9599 (2011) 24-0000-01zigbee module applications in the smart homepan yun,he yong(xinyang agricultural college,xinyang 464000,china)abstract:the smart home as a family of information technology has become an important part of social information.in many applications of internet of things,the biggest feature internet of things zigbee module is low power consumption,especially with the routing network function,is consistent with the objects associated smart home this market demand.keywords:smart home;the internet of things;the zigbee module一、智能家居现状、趋势及存在的问题智能家居作为家庭信息化的实现方式已成为社会信息化发展的重要组成部分，物联网因其巨大的应用前景，将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口，物联网繁多的应用，造就了一个庞大的产业链，从互联网、电脑、手机、天线等it通讯领域，到智能卡、芯片、传感器、红外线产品等工业领域，再到冰箱、电视机等制造领域，环环相扣，商机巨大。

基于 ZigBee 的智能家居系统设计随着科技的快速发展，越来越多的人开始关注智能家居系统的设计和实现。

而其中，基于ZigBee 技术的智能家居系统则成为了近年来最具热度的研究方向之一。

本文将详细探讨基于 ZigBee 的智能家居系统的设计和实现。

一、ZigBee 技术简介ZigBee 技术是一种低功耗、近距离、无线通讯技术，它是一种基于 IEEE802.15.4 标准的无线网协议。

ZigBee 技术能够支持多种应用场景，适用于环境监测、医疗保健、智能家居、能源管理等领域。

ZigBee 技术采用了低功耗、低速率的传输方式，具有低成本、低噪声和低干扰的特点。

同时，ZigBee 网络结构简单，有很强的自组织能力，能够让各种设备快速建立通讯。

二、ZigBee 技术在智能家居中的应用智能家居系统是指通过各种网络技术，将家居中传统的电器设备和其他可编程设备进行集成，从而达到自动化控制的目的。

而 ZigBee 技术在智能家居中的应用则包括以下几个方面：1、家庭网络化ZigBee 技术可以帮助实现家庭网络化。

通过 ZigBee 网络，家庭中的各种设备都可以实现互联，实现智能化自动控制。

比如，用户可以通过智能手机控制家中的照明、温度、音乐等设备，从而达到智能控制的目的。

2、安防保护智能家居系统中的安防保护是智能家居最重要的应用之一。

而 ZigBee 技术可以帮助实现安全保护，可以通过智能传感器实时监控家庭的安全情况，当检测到异常情况时进行即时报警，从而保护家庭安全。

3、娱乐化智能家居系统中的娱乐化应用也是很重要的。

通过 ZigBee 技术，用户可以轻松地控制家庭中的音乐、影像等设备，达到家庭娱乐化的目的。

三、基于 ZigBee 的智能家居系统设计在设计基于 ZigBee 的智能家居系统时，应遵循以下设计理念：1、低功耗智能家居系统的常承担着长期、甚至是持续的工作，因此对于功耗的要求极高。

因此在基于 ZigBee 技术的智能家居系统设计中，应注重低功耗、智能化的设计，以延长系统设备的使用寿命。

基于ZigBee技术的智能家居控制系统设计与实现随着物联网的发展，智能家居控制系统已经成为人们日常生活中的一个重要应用。

ZigBee技术作为物联网通信协议之一，有着物联网中广泛应用的优势。

本文将从智能家居控制系统设计的角度出发，介绍基于ZigBee技术的智能家居控制系统的设计与实现。

一、智能家居控制系统的需求分析智能家居控制系统主要有以下几个需求：1. 控制家居设备：系统可以实现对家中各种设备的控制，如灯光、电器等。

2. 环境监测：系统可以实现对温度、湿度等环境因素的监测，进而调节合适的温度和湿度，提高生活舒适度。

3. 安全监测：系统可以实现对门窗、摄像头等安全设备的监测。

当侵入者来犯时，可以及时发出警报。

4. 远程控制：用户可以通过手机APP等远程控制系统，实现对家居设备的控制和监测。

在需求分析的基础上，我们可以开始对基于ZigBee技术的智能家居控制系统进行设计。

二、智能家居控制系统的软件设计智能家居控制系统的软件主要包括服务器端和客户端两部分。

1. 服务器端服务器端主要负责和各种设备的交互，接收设备的数据、发送命令到设备等。

服务器端需要具备以下几个功能：1）设备控制功能：服务器端需支持对各种设备的控制命令，如控制灯光亮度、控制电器开关等。

2）环境监测功能：服务器端需支持各种环境参数的实时监测，如温湿度、气体浓度等。

3）安全监测功能：服务器端需支持各种安全设备的状态监测，如门窗、火灾、燃气泄漏等。

4）远程控制功能：服务器端需支持用户通过手机APP等远程控制系统，实现对家居设备的控制和监测。

2. 客户端客户端主要是指用户与服务器端交互的软件程序，具备以下几个功能：1）控制家居设备：客户端可以向服务器端发送操作命令，以控制家居设备。

2）环境监测：客户端可以实时获取家中各种环境参数的监测数据。

3）安全监测：客户端可以实时获取家中各种安全设备的状态信息，如门窗状态、烟感器状态等。

4）远程控制：客户端可通过手机APP等远程控制系统，远程控制家中各种设备。

基于ZigBee的智能家居系统摘要：基于ZigBee的智能家居系统是针对家居高度自动化、智能化的要求提出的一种新的解决方案。

主要用ZigBee手持控制器无线采集室内环境参数，远程控制各种家居电器，实现家居控制、参数检测的完全自动化、智能化。

设备以C8051F020单片机为控制核心单元，检测湿度，负责驱动电机，处理和传输数据。

采用高精度传感器作为湿度检测器件，直流电机等为执行机构，完成环境参数检测，对窗帘、交流电电器等的控制功能。

用手持设备通过IP-LINK1270模块串口实现了室内无线通信，可以接收湿度数据，控制简单家居。

本系统具有良好的开发和应用前景。

关键词：ZigBee 无线通信湿度检测智能家居由于生活质量的日益改善，各种家电设备的高度自动化和智能化已经成为一种消费需求，同时科学技术的飞速发展，让这种需求的达到已经不再遥远。

新的ZigBee协议在无线传感器网络和各种无线终端控制方面有良好的前景，为传感器网络和控制设备提出了新的方案。

基于ZigBee的网络控制系统就可以实现对各种家电设备的控制和调节，只需要对旧式家电（家居）进行改装，或加入必要的驱动电路，便可以实现小信号对交流电器的控制。

室内温度、湿度等环境参数直接影响生活质量，同样可以通过ZigBee控制器对室内温度、湿度检测设备进行较远距离的适时采集，然后根据个人意愿对家电（家居）进行不同程度的调节。

我们对实用小功率电扇进行了改装，对窗帘装上直流电机和定滑轮，可以由ZigBee控制器向单片机发送命令对电扇和窗帘的开关程度控制和调节。

室内参数检测方面，开发了湿度检测设备，可以有效的反馈实时数据。

一、系统（主设备）结构及各部分功能在整个系统设计方案中，以C8051F020为核心，作为数据处理器和设备控制器，整个设备也可作为工业现场设备，从属于ZigBee核心控制器。

系统（主设备）结构如图所示，图1 系统（主设备）总体结构图上图中所示各个模块的基本功能分别为：（1）湿度传感器模块：把传感器信号作滤波处理，并送入单片机模拟通道。

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计随着科技的不断进步，智能家居系统已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

它能够让我们的生活更加便利、舒适和安全。

作为智能家居系统中的一个关键技术，Zigbee无线网络已经受到越来越多的关注和应用。

本文将探讨基于Zigbee无线网络的智能家居系统的设计。

一、Zigbee无线网络技术的特点Zigbee无线网络是一种低功耗、低速率、短距离的无线网络技术，它在短距离通信领域有很多优势。

Zigbee无线网络的传输距离较短，通常在10-100米之间，这使得它更适合于家庭环境中的设备互联。

Zigbee无线网络的功耗非常低，这意味着它可以长时间运行，而不需要频繁更换电池。

Zigbee无线网络还具有较高的网络安全性和稳定性，能够满足智能家居系统对通信安全和可靠性的要求。

二、智能家居系统的设计基于Zigbee无线网络的智能家居系统通常包括传感器、执行器、控制器和网关，其中传感器用于采集环境信息，执行器用于控制家居设备，控制器用于处理数据和指令，网关用于将智能家居系统连接到互联网。

在设计智能家居系统时，需要考虑以下几个关键问题。

1. 设备互联和通信Zigbee无线网络可以连接多种家居设备，如智能灯具、智能插座、智能门锁等。

在设计智能家居系统时，需要考虑如何实现这些设备之间的互联和通信。

一个可行的方案是利用Zigbee无线网络的网状结构，使得每个设备都可以直接和其他设备通信，从而实现设备之间的互联和协同工作。

2. 数据采集和处理智能家居系统中的传感器可以采集各种环境信息，如温度、湿度、光照等。

控制器需要对这些数据进行实时处理，并根据用户的需求进行相应的控制操作。

在设计控制器时，需要考虑如何实现数据的快速采集、传输和处理，以及如何实现多个传感器之间的数据同步和共享。

3. 远程监控和控制通过Zigbee无线网络和互联网的结合，智能家居系统可以实现远程监控和控制。

用户可以通过智能手机或电脑随时随地监控家中的环境情况，并对家居设备进行远程控制。

浅论基于Zigbee技术的家庭无线传感网络应用研究（作者:___________单位: ___________邮编: ___________）论文关键词:Zigbee 无线传感器网络论文摘要:针对基于Zigbee技术的智能家居无线系统的相关技术进行研究，分析了Zigbee体系结构和网络拓扑结构。

1.引言智能家居系统可以理解为利用电脑、网络和综合布线技术，通过家庭信息管理平台将与家居生活有关的各种通讯设备、家用电器和家庭保安装置经由家庭总线技术连接到一个家庭智能化系统上，从而形成一个有机的整体(数字家庭网络系统)，进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。

而无线择。

智能家居系统的数据吞吐量要求很低，同时要求低功耗、低成本，于是在这样的背景下一种基于IEEE802.15.4标准的短距离无线网络协议的Zigbee技术出现了，它真正实现了宽带网络家庭的延伸拓展，使家庭组网更加便捷。

2Zigbee技术介绍Zigbee是IEEE802.15.4协议的代名词。

这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。

主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌人各种设备。

Zigbee技术有如下几点优势:(1)成本低，Zigbee技术是免协议专利费的，而且每块芯片的价格大约为2美元左右;(2)低功耗，在低耗电待机模式下，两节五号干电池可支持1个节点工作半年至两年时间甚至更长;)(3)低速率，Zigbee工作在20一250kbps的较低速率，在不同频带间分别提供250kbps(2.4GHz),40kbps(915MHz)和20kbps(868MHz)的原始数据吞吐率满足低速率传输数据的应用需求;(4)近距离，其传输范围一般介于10一100m之间，在增加射频(RF)发射功率后，亦可增加到1一3km;(5)短时延，Zigbee的响应速度较快，一般从睡眠转人工作状态只需15ms，节点连接进人网络只需30ms，进一步节省了电能;(6)大容量，Zigbee可采用星状、树状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点，同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网;(7)安全性能好，Zigbee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接人控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码，以灵活确定其安全属性.基于上述特点可看出Zigbee主要应用于短距离范围内并且数据传输速率不高的各种电子设备之间，其典型的传输数据类型有周期性数据(如传感器数据)、间歇性数据(如照明控制)和重复性低反应时间数据等。

一种智能家居网关系统的设计与实现摘要随着社会经济的快速发展,家庭家居要求的档次也越来越高，而在我们生活必用的家居中则充满了人性化和智能化。

其中在现实生活中物联网的智能电子产品和技术在智能家居的电子产品当中得到了广泛认知和应用。

通讯技术与计算机网络之间的相互应用，则给人们的家居生活带来一种全新感受。

智能家居实现了对家庭设备间之间的互通互联以及全方位的监控和控制。

智能家居网关作为智能家居内外连接通信的核心，是进行远程控制、多媒体通信等的载体，是实现智能家居系统与 Internet相连的关键设备。

本文在分析了现有的家庭网关方案和家庭短距离通信技术的基础上，提出了利用ARM微处理器(S3C2410)和一种基于Zigbee技术构建嵌入式智能家居网关的方案。

这种方案是根据ZigBee技术在低速率、耗能小等无线通信方面的优势，利用Chipcon 公司的射频芯片CC2430，实现远程网络监控和数据采集。

通过对智能家居系统的技术要求分析，采用ZigBee技术来实现智能家居是一个比较理想的解决方案。

在实际应用当中，根据用户摆放的电器位置的不同来分布，设计一个比较理想的家居网关系统，实现控制器对Zigbee通信模块进行相应配置并无线接收Zigbee终端节点的数据。

关键词：ZigBee；嵌入式；S3C2410；智能家居；网关；AbstractAbstractWith the rapid development of social economy, the family Home Furnishing requirements are increasingly high grades,but the Home Furnishing where we live is full of humanization and intelligent.In the real life of IOT intelligent electronic products and technologies in the electronic products of intelligent Home Furnishing has been widely recognition and application.The use of each other between communication technology and computer network, to the people's Home Furnishing life brings a new feel.Smart home realized the interconnection between family between the equipment and a full range of monitoring and control.As the core of smart home gateway connecting communication smart home inside and outside, is the carrier of remote control,multimedia communication, is the key equipment for realizing smart home system connected with Internet.Based on the analysis of the scheme of existing home gateway and home for short distance communication technology, proposes the use of ARM microprocessor (S3C2410) and an embedded smart home gateway technology scheme based on Zigbee.This scheme is based on the ZigBee technology in the low rate, low consumption of wireless communication advantages,Using the Chipcon RF chip CC2430, the realization of remote network monitoring and data collection. Through the smart home system requirements analysis, to realize the smart home is a relatively ideal solution by using ZigBee Technology.In practical application, according to the user display appliance in different position to distribution, design a more ideal smart home gateway system,realize the controller to carry out the corresponding configuration and wireless receiving terminal Zigbee node to the Zigbee communication module data.Keywords:ZigBee; embedded system; S3C2410; smart home; gateway;目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)1.2智能家居的简介 (1)1.3国内外现状及发展趋势 (1)1.3.1国外发展现状 (1)1.3.2国内发展现状 (2)1.4智能家居网关发展趋势 (3)1.5本论文的主要工作和章节安排 (4)第2章嵌入式及ZigBee技术 (5)2.1嵌入式系统概述 (5)2.1.1嵌入式系统定义 (5)2.1.2物联网嵌入式系统 (5)2.1.3嵌入式系统的特点 (5)2.2几种短距离无线通讯技术概况 (6)2.2.1 ZigBee技术 (7)第3章本系统的总体设计方案 (12)3.1本系统解决方案 (12)3.2 整个系统数据流程图设计方案 (12)第4章智能家居系统的硬件设计 (16)4.1系统硬件框图简介 (16)4.2器件选型和单元电路设计 (16)4.2.1嵌入式微处理器 (16)1.微处理器的选择 (16)2.S3C2410的简介 (17)4.2.2电源模块 (17)4.2.3 Nand Flash存储系统 (18)4.2.4 SDRAM设计 (19)4.2.5串口电路 (20)4.2.6晶振及复位电路 (20)4.2.7 CC2430协调器 (21)第5章智能家居系统的软件设计与调试 (23)5.1本课题的软件框架设计 (23)5.2 ZigBee节点软件设计 (24)5.2.1软件开发环境 (24)5.2.2 ZigBee软件设计 (24)5.2.3主要程序代码 (27)第6章实验结论与展望 (30)致谢 (30)参考文献 (31)第一章绪论1.1 课题研究背景及意义当人类发明蒸汽机的时候，则预示着人类进入了新工业时代，而网络的出现无疑将信息化深深地刻印在人类文明丰富多彩的画卷上。

课程设计CC2530智能家居系统的设计与实现所在专业通信工程所在班级通信1092学生姓名指导教师冯青职称讲师时间2012年11 月23 日CC2530智能家居系统的设计与实现摘要：基于ZigBee协议栈构建了组网配置灵活且稳定的无线自组织网络系统，并在此基础上通过利用各种传感器和光耦合器等将其应用于智能家居系统。

采用温度传感器和光照度传感器采集信息监测环境，根据环境温度和光照强度信息，使用光耦合器智能控制空调电源和电灯等家电的开关，再反馈回芯片加点的工作状态，同时设计遥控节点和上位机可以随时控制开关。

关键词：智能家居；ZigBee；CC2530；自组网；低功耗；节能一、设计说明本设计利用CC2530是TI公司设计的第二代兼容ZigBee/IEEE802.15.4标准的载波频段是2.4G 免申请许可的无线单芯片。

具有业内领先的抗干扰性，链路预算，可以在较宽的电压范围内正常工作。

此外，CC2530还有广泛的硬件支持，包括数据包侦听，数据缓冲，突发传输，数据加密，数据认证，信道清理评估，链接质量指示，数据包时戳等。

系统采用TI的无线SoC集成芯片CC2530，基于TI的ZigBee2007/Pro协议栈，即Z-Stack软件构架实现无线自组织网络。

网络由ZigBee协调器节点、路由节点和终端节点组成。

其中协调器初始化一个ZigBee无线网络，是整个网络的协调者，负责整个网络和与外界的联系，基于ZigBee协议栈构建了组网配置灵活且稳定的无线自组织网络系统，并在此基础上通过利用各种传感器和光耦合器等将其应用于智能家居系统。

采用温度传感器和光照度传感器采集信息监测环境，根据环境温度和光照强度信息，使用光耦合器智能控制空调电源和电灯开关等家用电器，同时设计遥控节点和上位机可以随时控制开关。

我针对开发的智能家居控制系统是以建筑住宅为目标而设计的专业平台，将多向控制为核心，打造智能家居一体化以及服务管理多效合一的高效、安全、方便、节能为一体的智能家居控制系统，他以先进的通讯控制技术，组织成为以家居服务为前提，然后以家电自动化系统为服务功能的管理集成系统，充分体现方便的网络信息便利优势，以利于完成居住者舒适、方便的高效安全住宅。

设计基于ZigBee的智能家居控制系统随着科技的不断发展，智能家居控制系统也越来越成为人们生活中的必备品。

其中，基于ZigBee技术的智能家居控制系统具有可靠性高、安全性好、扩展性强等特点，成为越来越多家庭的首选。

一、什么是ZigBee技术？ZigBee是一种基于无线射频（RF）技术的低功耗、低速率、短距离通信技术。

它采用IEEE 802.15.4标准，并在此基础上定义了一系列应用规范，为物联网提供了一种低成本、低功耗、高安全性的解决方案。

ZigBee技术可以广泛应用于家庭自动化、医疗保健、农业、环境监控等领域。

二、智能家居控制系统架构基于ZigBee技术的智能家居控制系统通常由如下几个部分组成：1. 控制中心：控制中心是系统的核心部分，主要负责与各类智能设备进行通信和控制。

控制中心需要支持多种通信协议，包括ZigBee、Wi-Fi、蓝牙等。

2. 智能设备：智能设备是指能够通过控制中心进行远程控制的各类家居设备，包括灯控、窗帘控制器、家庭影院、智能插座等。

这些设备需要具备ZigBee通信模块，以便与控制中心进行通信。

3. 应用软件：应用软件是用户与智能家居控制系统进行交互的界面，可以通过手机应用、网页端、语音控制等多种方式与控制中心进行交互。

三、ZigBee技术在智能家居控制系统中的应用基于ZigBee技术的智能家居控制系统具有以下优点：1. 可靠性高：ZigBee技术采用的是短距离、低功耗的无线通信方式，能够有效降低信号干扰，提高通信的可靠性。

2. 安全性好：ZigBee技术支持AES-128加密算法，在数据传输过程中进行加密，能够有效保护用户隐私和数据安全。

3. 扩展性强：ZigBee技术可以支持多个网络节点，可以随意扩展，支持动态网络拓扑结构，满足不同家庭的不同需求。

4. 节能环保：ZigBee技术采用低功耗的无线通信方式，能够大大降低能耗，减少电池更换的频次，从而节约资源，降低环境污染。

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计随着科技的不断发展，智能家居系统已经成为了现代家庭生活中不可或缺的一部分。

基于Zigbee无线网络的智能家居系统因其低功耗、稳定可靠的特点，已经成为了智能家居领域中的主流技术之一。

本文将介绍基于Zigbee无线网络的智能家居系统的设计，包括系统架构、功能模块以及实现方法等方面的内容。

一、系统架构基于Zigbee无线网络的智能家居系统主要由智能终端设备、网关设备、云平台和移动客户端等组成。

智能终端设备包括各种智能传感器、执行器和控制器等，用于感知和控制家居环境；网关设备负责实现智能终端设备与云平台的连接，同时也可以实现与移动客户端的通信；云平台上存储了用户的个人信息、家庭环境数据和智能家居系统的控制逻辑等；移动客户端则是用户与智能家居系统进行交互的重要工具，用户可以通过移动客户端对智能家居系统进行远程监控和控制。

二、功能模块1. 感知模块感知模块是基于Zigbee无线网络的智能家居系统中最基本的模块之一，它包括多种传感器设备，如温湿度传感器、烟雾传感器、人体红外传感器等。

这些传感器设备可以感知家庭环境的各种参数，并将感知到的数据通过Zigbee无线网络传输给网关设备。

2. 控制模块控制模块主要包括各种执行器和控制器设备，如智能灯具、智能窗帘、智能门锁等。

通过Zigbee无线网络，控制模块可以接收来自网关设备的控制指令，并对家居环境进行相应的控制操作。

3. 网关设备网关设备是连接智能终端设备和云平台的桥梁，它负责将传感器设备和执行器设备通过Zigbee无线网络连接到云平台，同时也可以通过Wi-Fi或以太网接入互联网，实现与移动客户端的通信。

4. 云平台云平台是整个智能家居系统的核心部分，它存储了用户的个人信息、家庭环境数据和智能家居系统的控制逻辑等，用户可以通过云平台实现对智能家居系统的远程监控和控制。

5. 移动客户端移动客户端是用户与智能家居系统进行交互的重要工具，用户可以通过移动客户端实时查看家庭环境的各种参数，并对智能家居系统进行远程控制。