关于Zigbee的智能家居环境监测系统的设计毕业论文

《基于Zigbee与以太网的智能家居系统设计》篇一一、引言随着科技的飞速发展，智能家居系统逐渐成为现代家庭生活的重要组成部分。

本文旨在设计一个基于Zigbee与以太网的智能家居系统，以实现家庭设备的智能化、网络化及便捷化管理。

该系统不仅具有高可靠性和低功耗的特点，还具有广泛的兼容性和扩展性，可满足不同用户的需求。

二、系统架构设计本智能家居系统采用分层结构设计，主要包括感知层、网络层和应用层。

感知层负责采集家庭环境及设备状态信息；网络层通过Zigbee与以太网技术实现信息的传输与交互；应用层则负责处理信息并为用户提供操作界面。

1. 感知层感知层主要通过各类传感器和智能设备采集家庭环境及设备状态信息，如温度、湿度、光照、烟雾等。

这些传感器和设备通过Zigbee无线通信技术与网络层进行连接，实现数据的实时传输。

2. 网络层网络层是智能家居系统的核心部分，负责实现感知层与应用层之间的信息传输与交互。

本系统采用Zigbee技术与以太网技术相结合的方式，实现家庭内部网络的覆盖及与外部网络的连接。

Zigbee技术具有低功耗、高可靠性和自组网等特点，适用于家庭内部环境的无线通信；而以太网技术则可实现与外部网络的连接，方便用户进行远程控制和数据共享。

3. 应用层应用层负责处理网络层传输的信息，并为用户提供操作界面。

本系统可实现以下功能：（1）智能控制：通过手机、平板电脑等终端设备，用户可实现对家庭设备的远程控制和定时任务设置。

（2）场景模式：用户可根据不同需求设置不同的场景模式，如回家模式、睡眠模式、娱乐模式等，实现家庭环境的智能调节。

（3）数据共享：用户可将家庭环境及设备状态信息分享给亲友或专业服务人员，以便共同关注家庭安全及舒适度。

（4）能源管理：系统可实现对家庭能源的实时监测和管理，帮助用户节约能源和降低生活成本。

三、技术实现1. Zigbee技术实现Zigbee技术是一种基于IEEE 802.15.4标准的低速无线个人区域网络通信技术，具有低功耗、高可靠性和自组网等特点。

基于ZigBee技术的智能家居系统的设计一、本文概述随着科技的飞速发展和人们生活品质的提高，智能家居系统已经成为现代家居生活的重要组成部分。

其中，ZigBee技术作为一种低功耗、低成本、低数据速率的无线通信技术，在智能家居领域得到了广泛应用。

本文旨在探讨基于ZigBee技术的智能家居系统的设计，包括其基本原理、系统架构、功能模块、硬件选择以及软件设计等方面。

通过深入研究和分析，我们将提供一种高效、稳定、可靠的智能家居系统设计方案，以满足用户对智能家居的需求，提升生活品质。

本文将首先介绍ZigBee技术的基本原理和特点，阐述其在智能家居系统中的应用优势。

接着，我们将详细介绍基于ZigBee技术的智能家居系统的整体架构，包括各个功能模块的作用和相互之间的通信机制。

在此基础上，我们将重点讨论系统的硬件选择和软件设计，包括传感器节点的设计、网络通信协议的实现以及用户界面的开发等。

我们将对系统进行测试和评估，以验证其性能和稳定性。

通过本文的研究和讨论，我们期望能够为智能家居系统的设计提供有益的参考和指导，推动智能家居技术的进一步发展。

我们也希望能够激发更多人对智能家居领域的兴趣和热情，共同推动智能家居产业的繁荣和发展。

二、ZigBee技术原理及其应用ZigBee技术是一种基于IEEE 4无线标准的低功耗局域网协议，专为低数据速率、低功耗和低成本的应用场景设计。

它采用星型、树型或网状拓扑结构，具有自组织、自愈合的特点，能够在设备之间实现可靠的数据传输。

ZigBee技术的主要特点包括低功耗、低成本、低数据速率、高可靠性、高安全性和良好的网络扩展性。

在智能家居系统中，ZigBee技术被广泛应用于各种智能设备之间的通信和控制。

例如，通过ZigBee技术，智能照明系统可以实现远程控制、定时开关、场景设置等功能；智能安防系统可以实现门窗传感器的实时监控、报警推送等功能；智能环境监测系统可以实现温度、湿度、空气质量等环境参数的实时采集和传输。

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计1. 引言1.1 研究背景随着社会的不断发展和科技的不断进步，人们对生活质量的要求也越来越高。

传统的家居系统往往存在安全性低、能耗高、使用不方便等问题，而智能家居系统通过智能化的管理和控制，可以提高家居生活的舒适度、安全性和便利性。

研究基于Zigbee无线网络的智能家居系统设计具有重要的理论和实际意义。

本文将深入研究Zigbee无线网络技术，探究智能家居系统的设计原理，设计基于Zigbee的智能家居系统架构，并实现相关方法。

通过实验结果与分析，将对基于Zigbee无线网络的智能家居系统的性能进行评估，并总结出未来发展方向，为智能家居系统的发展提供参考依据。

1.2 研究目的研究目的是为了探讨基于Zigbee无线网络的智能家居系统设计，并实现其在实际家居环境中的应用。

通过研究目的，可以为智能家居领域提供更加智能、便捷、高效的解决方案，提升家居的舒适性和生活质量。

通过研究基于Zigbee的智能家居系统设计，可以探索无线网络技术在智能家居中的应用潜力，促进智能家居系统的发展和普及。

通过本研究，可以为智能家居行业的发展提供技术支持和实践经验，推动智能家居系统在未来的广泛应用和发展。

1.3 研究意义智能家居系统已经成为现代生活的一个重要组成部分，它可以大大提高家居生活的便利性和舒适度。

基于Zigbee无线网络的智能家居系统设计是当前智能家居领域的一个热点研究方向，具有重要的理论和应用价值。

研究基于Zigbee无线网络的智能家居系统设计，可以推动智能家居技术的不断创新和发展，为人们提供更加智能、高效、安全、舒适的家居生活体验。

这项研究也有助于提高智能家居系统的稳定性和可靠性，减少系统的能耗和成本，促进智能家居系统的普及和应用。

基于Zigbee无线网络的智能家居系统设计具有较强的实用性和推广价值，可以广泛应用于家庭、办公场所、商业建筑等不同领域，为人们的生活和工作带来诸多便利。

限。
ＨＣ Ｓ Ｒ ５ ０ １ 是 基 于 红 外 线 技 术 的 自动 控 制 模 块 ，采 用 Ｌ Ｈ Ｉ ７ ７ ８ 探头设计 ，灵敏度高 ，可靠性 强，超低 电压工作模式 ， 本 设计 中当人在传感器 附近移 动时候，将会 触发报警指示 ，检
测 距 离 可 以通 过 可调 电 阻 来 调 节 。
图１智能家居环境监测系统 网络拓扑 图
以上三种传感器 均采 用模 块化 单总线的设计 ，均其传感器
本设计 中无线通讯 的核 心模块是采用 隔壁科技 公司生产 的 数 据引脚与 Ｃ Ｃ ２ ５ ３ ０ 单片机 Ｐ ０ ． ４引脚直 接相连 ，其 中后两种 ： Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 模块 ， 它主要包括 了 Ｃ Ｃ ２ ５ ３ ０ 单 片机 芯片、 天线接 口电路 、 气 体 泄 漏 报 警 和 ＨＣ ． Ｓ Ｒ ５ ０ １ 是 开 关 量 来 实 现 的 。三 种 电路 连 接 晶振 以及 Ｉ ／ Ｏ扩 展接 口。该 模块 的核 心元件 是 Ｃ Ｃ ２ ５ ３ ０ 单片 机 简 单，利 于使用 设计 。 芯片，天线设计采用 的是单极子天线 设计 方案 ，塑胶 高增益外 ２ ． ３ 监 测 终 端 硬 件 设 计 接 天线，接收信号能达到很好 的效果 。
１ 引 言
Ｃ Ｃ ２ ５ ３ ０ 协 议栈进行 的开发 ，完 成无线 网络的建立 、维护 以及 点融合传感器构成 。 无 线采集节 点 的功能是 实现 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ组 网和 室 内环 境数据
随着无线通信技术 的不断发展 ，无线传感器 网络 已经从初 传感 器数据 采集和 节点控 制等 功能 。传感 器节 点 由 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ节 期的军事领域发展到工业 、 要的作用 。可 以说无线传感器技术 的发展可 以在很大程度上 改

《基于Zigbee与以太网的智能家居系统设计》篇一一、引言随着科技的飞速发展，智能家居系统逐渐成为现代家庭不可或缺的一部分。

这种系统旨在通过集成先进的技术和设备，实现家庭环境的智能化、自动化管理。

其中，无线通信技术是实现智能家居系统高效运行的关键。

本文将探讨基于Zigbee与以太网的智能家居系统设计，详细阐述其设计原理、架构、优点以及实际应用。

二、系统设计原理1. Zigbee技术Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的低速无线个人区域网络通信协议，具有低功耗、低成本、低速率、高可靠性的特点。

在智能家居系统中，Zigbee技术主要用于实现设备间的无线通信，如传感器数据传输、设备控制指令传输等。

2. 以太网技术以太网是一种局域网通信技术，具有高速、稳定、可靠的特点。

在智能家居系统中，以太网主要用于实现系统与外部网络的连接，如与云平台的数据交互、远程控制等。

三、系统架构设计本系统采用分层架构设计，包括感知层、网络层和应用层。

1. 感知层感知层主要由各种传感器组成，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。

这些传感器通过Zigbee技术与网络层进行通信，实时采集家庭环境数据。

2. 网络层网络层负责将感知层采集的数据传输至应用层，并负责执行应用层发出的控制指令。

网络层采用Zigbee技术构建无线个人区域网络，实现设备间的通信。

同时，网络层还通过以太网与外部网络进行连接，实现数据交互和远程控制。

3. 应用层应用层负责处理网络层传输的数据，实现各种智能应用功能。

例如，通过分析温度、湿度等环境数据，自动调节空调、加湿器等设备的运行状态；通过远程控制功能，实现家庭安全监控、能源管理等功能。

四、系统优点1. 无线通信：本系统采用Zigbee和以太网实现无线和有线通信，提高了系统的灵活性和可扩展性。

2. 低功耗：Zigbee技术具有低功耗的特点，适用于电池供电的智能家居设备。

3. 高可靠性：系统采用分层架构设计，提高了系统的稳定性和可靠性。

参考文献
第一章
1.1
智能家居或称智能住宅，与智能家居的含义近似的还有家庭自动化、电子家庭、数字家园、家庭网络、网络家居，智能家庭/建筑。智能家居概念的起源很早，但一直没有具体的建筑案例出现。世界上第一套智能建筑系统于1984年在美国的康涅狄格州哈特福德市出现，当时是由美国联合科技公司改造了一座旧式大楼，对大楼的空调、电梯、照明等设备采用计算机进行监测控制。从此揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。随着大量采用先进电子技术的家用电器的面市，住宅电子化出现。上世纪80年代中期，将家用电器、通信设备和安全防范设备各自独立的功能综合为一体后，形成了住宅自动化的概念。到了80年代末，通信技术的飞速发展，出现了通过总线技术对住宅中各种通信、家电、安防设备进行监控与管理的商用系统，也就是智能家居的原型。1997年，比尔.盖茨的智能豪宅历时七年终于建成，这幢建筑完全按照智能住宅的概念建造，所有的门窗、灯具、电器都能够通过计算机控制。1998年5月在新加坡举办的“98亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会”上，推出了新加坡模式的家庭智能化系统一“未来之家”，从而开启了智能家居走向大众的先河，时至近日，在新加坡约有近30个住宅小区、近5000户的家庭采用了这一系统。进入新世纪后，美国出现了一种X-10技术，即通过X-10通信协议，网络系统中的各个设备便可以实现资源的共享这种技术布线简单，功能灵活，扩展容易，该技术已经应用于美国约400万家庭。与普通的家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，能够提供舒适安全、高品位且宜人的生活空间，还把原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，甚至为各种能源支出节约资金。建筑智能化的重要特征就是:网络化、智能化、人性化、个性化。人们接受智能化产品融入自己的工作和生活，不再是为了好奇，而是需求。智能化系统、宽带综合布线系统带给人们的不仅是产品，更重要的是体现了一种服务模式和服务理念。基于这些突出优势，住宅的信息化、智能化将是一个不可避免的趋势。从技术角度看，智能家居是融合了计算机、网络、自动控制、传感等多种技术，并涉及生态、环境、能源等多个领域的综合性系统性工程，其实现归根到底是基于策略的自动控制和信息交换，所以，智能家居系统也就是一个综合了信息流和控制流的网络系统。智能家居的发展离不开相关技术的进步，相关技术的飞跃也必然改变智能家居的面貌。由此可见，智能家居行业需要改变目前“各自为政”的情况，使不同厂家的产品可以互相兼容，方便在解决方案中采取适合质量等级的产品，组建开放性更好的系统进行模块化，所谓模块化就是产品开发商把智能家居产品做成不同功能的组件，可以根据用户的实际需求任意搭配。这样不仅可满足不同层次用户的需要，而且可以节约成本，也可以节约不必要的端口模块，增强系统的可维护性、可扩展性，简化系统集成的过程。绿色智能化建筑的绿色生态发展，主要包括节能、无污染、低功耗多功能的无线传感网络正好顺应了这一发展要求。

《基于Zigbee与以太网的智能家居系统设计》篇一一、引言随着科技的进步和人们生活品质的提高，智能家居系统已成为现代家庭不可或缺的一部分。

本文将介绍一种基于Zigbee与以太网的智能家居系统设计，旨在通过无线通信技术实现家庭设备的智能化管理和控制。

该系统设计具有高度的灵活性和可扩展性，能够满足不同用户的需求。

二、系统架构设计1. 硬件架构本系统硬件架构主要包括Zigbee无线通信模块、以太网通信模块、各类智能家居设备以及中央控制器。

其中，Zigbee无线通信模块负责设备间的短距离无线通信，以太网通信模块则负责与外部网络进行连接。

各类智能家居设备如灯光、空调、窗帘等通过接口与中央控制器相连。

2. 软件架构软件架构包括Zigbee通信协议、以太网通信协议以及智能家居系统控制软件。

Zigbee通信协议负责设备间的数据传输，以太网通信协议则负责与外部网络的连接和数据交换。

智能家居系统控制软件负责设备的控制和管理，实现用户界面的友好交互。

三、Zigbee通信技术Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的低速无线个人区域网络通信技术，具有低功耗、低成本、高可靠性等特点。

在智能家居系统中，Zigbee技术主要用于实现设备间的短距离无线通信，如灯光、空调等设备的控制。

通过Zigbee技术，设备之间的通信更加便捷，提高了系统的灵活性和可扩展性。

四、以太网通信技术以太网是一种广泛应用于局域网和广域网的通信技术，具有高速、稳定、兼容性好等特点。

在智能家居系统中，以太网技术主要用于实现系统与外部网络的连接，如与智能手机的远程控制、与云平台的数据交换等。

通过以太网技术，用户可以实时掌握家中的设备情况，实现远程控制和智能管理。

五、系统功能与设计流程1. 系统功能本系统功能包括设备控制、场景设置、定时任务、远程控制等。

用户可以通过手机APP、触摸屏等方式对家中的设备进行控制和管理，实现智能化生活。

同时，系统还支持场景设置和定时任务功能，用户可以根据需求设置不同的场景和定时任务，提高生活的便利性和舒适度。

基于ZigBee技术的智能家居环境监测系统基于ZigBee技术的智能家居环境监测系统智能家居是近年来迅速发展的领域之一，它通过将传感器、网络等技术应用到家居环境中，能够实现对家居环境的智能化监测和控制。

而基于ZigBee技术的智能家居环境监测系统，则是在智能家居的基础上，采用ZigBee通信协议，实现对家居环境的无线监测和远程控制。

首先，我们来了解一下ZigBee技术。

ZigBee是一种低速、低功耗、低成本的无线通信技术，它在家居环境监测领域得到了广泛应用。

ZigBee技术利用了短距离通信协议，能够支持大量节点间的通信，并且具有自组织、自修复等特性，使得智能家居环境监测系统能够实现快速部署和稳定运行。

在智能家居环境监测系统中，各个监测节点通过ZigBee无线通信技术进行数据传输。

每个节点都具有自己的传感器，能够对家庭环境参数进行实时监测，如温度、湿度、二氧化碳浓度等。

这些监测数据会通过无线通信传输到中央控制器，中央控制器通过对数据的处理和分析，可以实现对家庭环境的智能化管理和控制。

通过ZigBee技术，智能家居环境监测系统具备了以下优势。

第一，灵活性高。

基于ZigBee技术的智能家居环境监测系统可以方便地扩展和调整。

由于ZigBee无线通信技术具有自组织特性，所以系统可以根据需求自动组建和优化网络结构。

当需要增加新的监测节点时，只需添加新的传感器和节点，系统会自动进行重新配置和组网，无需另外进行复杂的设置。

第二，低功耗。

ZigBee技术采用了低功耗设计，能够延长监测节点的电池寿命。

智能家居环境监测系统中的传感器节点通过休眠和唤醒的方式进行节能，只在需要时才进行数据采集和通信，大大降低了功耗。

第三，稳定性强。

ZigBee技术广泛应用于无线网络领域，已经经过了多年的商业验证和市场应用。

它在传输稳定性、抗干扰能力等方面表现出色，非常适合智能家居环境监测系统的应用场景。

即使在复杂的家居环境中，如多层楼、混凝土墙等存在的情况下，ZigBee技术仍然能够提供稳定可靠的通信和数据传输。

本科毕业设计（论文）设计（论文）题目：智能家居网络系统的设计与实现目录摘要 .......................................................................... I II Abstract ........................................................................... I V 第1章前言 . (1)1.1 设计的目的和意义 (1)1.2 国内外现状和发展趋势 (1)第2章 ZigBee技术 (2)2.1 ZigBee概念 (2)2.2 ZigBee特点 (2)2.3 ZigBee协议 (2)2.3.1 PHY (3)2.3.2 MAC层 (4)2.3.3 网络层 (5)2.3.4 APL (6)2.4 本章小结 (6)第3章系统硬件，技术方案的选择设计 (7)3.1 硬件方案的选择设计 (7)3.1.1 芯片的选择设计 (7)3.1.2 技术的选择设计 (8)3. 2 系统总体方案设计 (8)3. 3 本章小结 (8)第4章智能家居系统架构设计 (10)4.1 紫蜂的网络拓扑结构介绍 (10)4.1.1 星型拓扑（Star） (10)4.1.2 树簇拓扑（Tree cluster） (10)4.1.3 网状拓扑（Mesh） (11)4.2 智能家居网络系统结构设计 (12)4.2.1 家庭网关 (12)4.2.2 内部网 (12)4.3 本章小结 (13)第5章家庭内网设计 (14)5.1 CC2530芯片 (14)5.2 CC2530功能介绍 (15)5.2.1 CPU (15)5.2.2 时钟 (15)5.2.3 外部设备 (15)5.2.4 RF收发器 (15)5.2.5 无线通信 (16)5.2.6 CC2530外围设计 (16)5.3 协议栈设计 (16)5.3.1 协议架构 (16)5.3.2 源文件组成 (17)5.4 家庭内网组网方案设计 (17)5.4.1 拓扑结构选择 (18)5.4.2 组网原理概述 (18)5.4.3 射频收发模块设计 (18)5.5 本章小结 (19)第6章家庭网关设计 (21)6.1 软件系统框架设计 (21)6.2 Web服务器网页设计 (22)6.2.1 WeX5简介 (22)6.2.2 开发工具简介 (22)6.2.3 Eclipse简介 (23)6.2.4 页面设计 (24)6.3 本章小结 (30)第7章结束语 (31)参考文献 (32)致谢 (34)智能家居网络系统的设计与实现摘要随着时间的流逝，时代的变迁，物联网的发展和人们对智能、舒适的生活环境提出了比之前更高的要求。

基于ZigBee的家居环境监测系统设计基于ZigBee的家居环境监测系统设计摘要为了对室内的温湿度、CO2、CO、粉尘含量等环境参数进行自动化监测，本文采用zigbee无线传感网技术，结合PC机上位机及GPRS通信，搭建了一套能够实时监测家居环境状况的多路传感器数据监测系统。

当某一项参数含量超过预先设定的阈值时，GPRS模块会利用GSM网路中的短消息业务（SMS）将报警信息发送到手机端，从而实现无线远程监测。

【关键词】ZigBee 无线传感网环境监测GPRS 当今环境污染严重制约了社会发展，并危害着人体健康，健康绿色的家居环境无疑是当今人们关注的一大热点。

近年来，随着城市化进程的加快，室内环境污染问题和安全问题变得越来越突出。

室内污染主要存在以下几方面的问题：（1）室内环境作为半封闭的环境，容易受到大气污染的影响，如雾霾等。

（2）随着农村人口向城镇集中，新建房屋装修量大增，现在市场上的装修材料大都含有挥发性有害物质，对人体危害程度相当大，如甲醛等。

（3）室内环境安全问题已经引起了越来越多的人的担心，因煤气、天然气泄漏而引发CO中毒或发生爆炸的事故时有发生。

随着人们对生活环境的要求的不断提高，研制出一款成熟的智能健康家居环境监测系统成为市场的迫切需求。

1 系统结构本系统采用树形拓扑结构，由多个传感器节点、一个协调器以及上位机组成。

分布室内各方位的传感器节点在8051单片机控制下采集室内环境参数，由无线射频模块将采集到的数据传输至协调器，由协调器的MCU统一进行处理，协调器处理后的数据再通过标准的RS232串口传送给PC机，PC机实时显示收到的环境参数，同时手机端也可以实时查询室内的环境参数。

上位机预先根据一定标准设定阈值，收到数据后会自动将环境参数与阈值进行对比，当某一项参数含量超过预先设定的阈值时，PC机会通过GPRS模块将报警信息发送到手机端，从而实现了实时报警功能。

其系统框图如图1所示。

2 系统硬件设计传感器节点要实现采集环境参数数据并把数据传输到协调器的功能，主要由各种传感器、8051CPU 和CC2530无线射频电路构成。

摘要Abstract安徽大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书第一章绪论1.1课题研究背景及科学意义随着计算机技术、信息技术、控制技术的发展以及人们物质生活水平的提高，社会信息化速度的加快促使人们的工作、生活和通讯、信息的关系日益紧密，信息化社会在改变人们生活方式与工作习惯的同时，也对传统的住宅提出了挑战，社会、技术以及经济的进步更使人们的观念随之巨变。

人们对家居的要求早已不只是物理空间，更为关注的是一个高度安全性、方便、舒适的居家环境，先进的通讯设施，完备的信息终端设备、家用设备的自动化和智能化、资源使用及支付方式的网络化、家庭工作模式（SOHO）的需求等等，导致家庭智能化势在必然。

所谓的家居智能化就是通过家居智能管理系统的设施来实现家庭安全、舒适、信息交互与通信的能力。

智能家居网络可以分为家庭数据网络和家庭控制网络两种。

家庭数据网络提供高速率的数据传输服务，如电脑和电视、VCD、音响连接及Internet 连接等。

而家庭控制网络提供简单低速的控制和互连，也具备网络和通信能力，用于灯光照明控制、家居环境监测、家居安防、家庭应急功能等。

控制网络中一般有大量的节点设备，这些受控设备的节点控制模块使用电池供电，成本和功耗是组建家庭控制网络中最为重要的两个要素，因此家庭控制网络要突出低功耗、低成本、低复杂度、长电池寿命的特点。

传统的家居智能控制系统一般以有线方式来组建，如LonWorks、CEBus、X-10、CANBus 等。

由于有线网络固有的缺点，布线麻烦，可扩展性差等，将无线网络技术应用于家庭网络已成为势不可挡的趋势。

这不仅仅因为无线网络可以提供更大的灵活性、流动性，省去花在综合布线上的费用和精力，而且更因为它符合家庭网络的通讯特点。

无线传感将人们工作与生活的广阔空间浓缩于双手可以掌控得距离。

Bluetooth、zigbee、UWB、WLAN 等一系列无线网络技术的进一步发展，必将大大促进家庭网络智能化的进程。

智能家居环境检测控制系统设计摘要随着社会不断进步，生活水平的不断提高，人们对生活环境的要求也越来越高。

如今绿色环保已经成为当今国际上一个主要的话题。

而家居环境在人们的生活和工作中又占有很重要的地位。

因此提高家居生活环境质量变得尤为重要。

家居生活环境质量的优劣与我们的生活、工作、学习都息息相关，一个舒适的家居环境能让我们有一个良好的状态面对每天新的生活。

家居环境主要包括两方面的因素，温度和湿度。

本设计在基于A T89S52单片机的基础上，利用SHT11温湿度传感器及采取无线通信技术对多个楼层、多个房间的温湿度进行实时检测，并进行超限报警信号的传输发送以提醒家居人员进行环境的适当调控以便达到最适宜的家居生活环境，提高生活质量。

关键词：绿色环保；家居生活环境质量；A T89S52单片机；SHT11温湿度传感器；无线通信技术；多楼层，多房间；温湿度实时检测AbstractWith the continuous progress of society, the continuous improvement of living standards, people's demand on living environment is more and more high. Nowadays, environmental protection has become the international the last main topic. And Home Furnishing environment in people's life and work plays an important role. So it is particularly important to improve the quality of living environment Home Furnishing become. The environmental quality of life Home Furnishing quality and our life, work, learning are closely related, a comfortable Home Furnishing environment can make us have a good state in the face of every new life. Home Furnishing environment includes two factors, temperature and humidity. The design is based on AT89S52 microcontroller, with SHT11 temperature and humidity sensor and the temperature and humidity wireless communication technology on multiple floors, more room for real-time detection, and the appropriate alarm transmission signal to remind Home Furnishing personnel for environmental control in order to achieve the most appropriate Home Furnishing living environment, improve living quality.Keywords: green environmental protection; environmental quality of life Home Furnishing; AT89S52 microcontroller; SHT11 temperature and humidity sensors; wireless communication; multi story, multi room; real time detect the temperature and humidity目录摘要 (1)Abstract (2)第1章绪论 (5)1.1引言 (5)1.2 智能家居的国内外现状及其发展 (5)1.3系统简述 (6)第2章系统方案设计 (8)2.1 系统的组成及其原理 (8)2.2 系统工作过程 (8)第3章硬件设计 (9)3.1 控制模块设计 (9)3.1.1 AT89S52 单片机简介 (9)3.1.2 AT89S52单片机引脚说明 (10)3.2 单片机最小系统 (12)3.2.1 单片机最小系统 (12)3.2.2 时钟电路................................................................................. 错误!未定义书签。

ZigBee技术下的智能家居系统设计ZigBee技术下的智能家居系统设计近年来，随着物联网和智能家居概念的兴起，智能家居系统正逐渐走进千家万户。

ZigBee技术作为一种低功耗、无线传输、近距离通信的技术，被广泛应用于智能家居系统的设计中。

本文将围绕着ZigBee技术下的智能家居系统设计展开，详细探讨其原理、架构和功能。

智能家居系统设计中，ZigBee技术扮演着重要角色。

ZigBee技术是一种基于IEEE802.15.4无线通信标准的短距离、低功耗、低速率网络技术。

在智能家居系统中，它可以实现各类设备的互联互通。

例如，通过连接门窗传感器、温湿度传感器、烟雾传感器等各类感知设备，利用ZigBee技术可以将感知信息实时传输给控制中心，实现对家居环境的实时监测和控制。

在智能家居系统中，ZigBee技术的应用由以下几个组成部分构成：传感器设备、网络节点和控制中心。

传感器设备负责感知环境信息，例如光照、温度、湿度等。

网络节点负责接收传感器设备上传的数据，进行分析处理并将结果传输给控制中心。

控制中心作为整个系统的核心，负责对家居环境进行实时监控和控制。

通过ZigBee技术，这些部分可以实现快速、高效的数据传输和设备控制，从而为用户提供便利和舒适的居住体验。

在智能家居系统设计中，ZigBee技术可以实现诸多功能。

首先，可以实现家居环境的智能化管理。

通过连接各类传感设备，ZigBee技术可以实时感知和掌控家居环境的各种参数，例如温度、湿度、光照等，从而进行智能调控。

用户可以通过智能手机或其他远程终端设备对家居环境进行监控和控制，实现远程开关灯、空调调节等功能，为用户提供便利和舒适的居住体验。

其次，ZigBee技术可实现家庭安全系统。

通过将传感器设备、摄像头等安全设备连接到智能家居系统中，利用ZigBee技术可以实现实时监控和报警功能。

例如，当家庭中出现烟雾、水浸等危险情况时，系统可以立即向用户发送警报信息，用户可以及时采取措施。

《基于Zigbee与以太网的智能家居系统设计》篇一一、引言随着科技的发展，人们对生活质量的要求不断提高，智能家居系统的需求愈发旺盛。

一个高效的智能家居系统不仅可以提升居住者的生活品质，还可以提供便利和安全的居住环境。

本文将详细介绍一种基于Zigbee与以太网的智能家居系统设计，该系统能够满足现代家庭对智能化、网络化和安全化的需求。

二、系统设计概述本智能家居系统设计采用Zigbee与以太网相结合的方式，实现家庭内部设备之间的无线通信以及与外部网络的连接。

系统主要由传感器节点、协调器、网关和服务器等部分组成。

传感器节点通过Zigbee无线通信技术进行数据传输，协调器负责管理节点间的通信，网关实现与外部网络的连接，服务器则负责处理和分析数据。

三、系统架构设计1. 硬件设计硬件部分包括传感器节点、协调器、网关和服务器等设备。

传感器节点负责采集家庭环境信息，如温度、湿度、光照等，并通过Zigbee无线通信技术将数据传输给协调器。

协调器负责管理节点间的通信，将接收到的数据通过网关传输至服务器。

网关实现与外部网络的连接，服务器则负责处理和分析数据，为居住者提供智能化的服务。

2. 软件设计软件部分包括Zigbee协议栈、网关软件和服务器软件等。

Zigbee协议栈负责实现无线通信功能，包括数据的发送和接收。

网关软件负责实现与外部网络的连接和数据传输，服务器软件则负责处理和分析数据，为居住者提供智能化的服务。

四、系统功能实现本系统可实现以下功能：1. 家庭环境监测：通过传感器节点实时监测家庭环境信息，如温度、湿度、光照等。

2. 智能控制：根据监测到的环境信息，自动调节家庭设备的工作状态，如灯光、空调等。

3. 远程控制：通过手机或电脑等设备，实现对家庭设备的远程控制。

4. 安全防护：实时监测家庭安全状况，如烟雾、漏水等，及时发现并报警。

五、Zigbee与以太网的结合应用本系统采用Zigbee与以太网相结合的方式，实现家庭内部设备之间的无线通信以及与外部网络的连接。

基于ZigBee技术的智能家居环境监测系统引言随着科技的不断发展，智能家居已经成为人们生活中的一部分。

智能家居系统通过使用无线传感器网络和网络通信技术，将家居设备连接起来，实现对家庭环境的自动化控制和远程监控。

其中，受到了广泛的关注和研究。

本文将详细介绍这一系统的基本原理、主要功能以及应用前景。

一、ZigBee技术的基本原理ZigBee技术是一种低功耗、低数据速率和短距离的无线通信技术，特别适用于智能家居环境监测系统。

它采用了IEEE 802.15.4标准的MAC和PHY层，支持多节点的网络拓扑结构，并且具有自组织和自动配置的特性。

ZigBee技术的特点之一是低功耗，在低频段下工作，能够延长传感器节点的电池寿命。

同时，它还能通过网络传输数据，使得智能家居环境监测系统能够实现远程控制和监测。

二、智能家居环境监测系统的主要功能1. 温湿度监测：智能家居环境监测系统通过安装温湿度传感器，实时监测室内的温度和湿度水平。

用户可以通过手机或其他设备随时了解家中的温湿度情况，根据实际需求调节室内的温度和湿度。

2. 空气质量监测：通过安装空气质量传感器，智能家居环境监测系统可以实时监测室内的空气质量状况，包括PM2.5浓度、有害气体含量等。

当空气质量低于安全标准时，系统会自动报警，提醒用户采取相应的措施。

3. 照明和窗帘控制：智能家居环境监测系统可以根据室内光线水平自动控制照明设备和窗帘。

当光线不足时，系统会自动打开照明设备和窗帘，提供舒适的光线环境。

4. 安全监控：智能家居环境监测系统还可以集成安全监控功能，通过安装摄像头和门窗传感器，实时监测家中的安全状况。

当有可疑人员或异常情况出现时，系统会立即向用户发送警报信息。

三、的应用前景具有广阔的应用前景。

首先，它可以提高家庭的舒适度和生活质量，实现自动化的环境控制。

用户可以通过手机等设备随时随地监测和控制家中的环境，使得居家生活更加便捷、舒适。

其次，它可以提高家庭的安全性。

摘要近年来，随着人们生活水平的提高，智能家居逐渐开始占据人们的生活视野，例如智能车库、智能家居机器人、智能家具电器等。

智能化的设备确实使生活更轻松更便捷，它解放了人力物力，还节省了财力。

但是，目前大多数国家的智能化家居系统还不完善，很多智能家居设备还不能保证居住环境的健康和安全。

本课题正是弥补目前智能家居在这方面的不足。

本课题设计的室内环境监测系统，以单片机为核心采用2个zigbee模块自组网，使用cc2530处理器控制传感器采集温湿度和烟雾浓度，通过zigbee模块把采集到的数据传输到协调器上。

可以直观的了解到室内环境的状态，实现对室内环境监测的设计与实现。

关键词：DTH11模块；烟雾浓度模块；zigbee模块目录1 前言 (1)1.1课题的研究背景 (1)1.2 国内外研究现状及意义 (1)2系统的设计方案 (2)2.1总体设计方案 (2)2.2 控制设计 (3)3硬件设计 (3)3.1 控制系统的选型 (3)3.2模块电路 (4)3.2.1 系统单片机核心电路 (4)3.2.2 系统的晶振电路 (5)3.2.3 复位电路设计 (5)3.2.4 呼吸灯原理 (6)3.2.5 电源电路设计 (6)3.2.6烟雾检测模块 (6)3.2.7 LED12864显示模块 (7)3.2.8实物整体电路 (7)4软件设计 (8)4.1 软件开发环境 (8)4.2 程序设计 (10)4.3 程序烧写 (11)5 系统的调试 (11)5.1 硬件调试 (12)5.1.1 电路模块功能调试 (12)5.1.2 无线距离测试 (12)6 结论 (12)参考文献 (13)1 前言1.1课题的研究背景21世纪是数字时代，智能化设备逐渐普及。

随着世界经济的飞速发展，突然兴起的智能化行业也在突飞猛进。

提供了方便快捷的同时，大大节省了人力物力。

这些都是智能化发展造就良好结果。

特别是近年智能家居的发展给到人们与传统生活起居方式不同的体验。

基于ZigBee的智能家居系统设计【摘要】随着人们生活水平的日益提高,对生活环境的要求也越来越高,尤其是对家居环境。

如何改善家居环境,使其更加安全、舒适,这是摆在工程师面前的一大难题。

在此背景下,智能家居理念早年在国外率先被提出,而且也有很多知名建筑设计采用了这一理念。

该理念的核心就是使用计算机技术、通信技术等等一些先进的技术来改善家居环境,使家居生活能更舒适便利。

在我国,这一理念被引入的时间较短,所以我国的智能家居应用水平与国外还有较大差距,但不可否认智能家居技术在我国还是很有发展前途的,现在所缺少的是成熟的产品和配套的解决方案。

本文提出了一个智能家居系统的解决方案。

本文主要完成了以下工作：1、介绍了智能家居系统的国内外发展现状以及系统所采用的通信方式,通过对比,选定了ZigBee无线通信方式作为本智能家居系统设计的通信方式。

2、详细介绍了ZigBee技术,介绍了其起源,对ZigBee协议进行了研究。

3、对ZigBee网络的各种设备包括网络协调器、路由器和终端设备的硬件电路进行了设计。

4、对智能家居系统中所需要的各种传感器及其配套调理电路、控制电路进行了设计。

5、对智能家居系统中的控制中心及远程报警电路进行了设计。

6、在Zi... 更多还原【Abstract】 With the increasing living standard, people require better living environment, especially home environment. How to improve home environment and make it more comfortableand safer is a big problem for engineers. Under this background, the idea of’Smart Home’was raised firstly in some foreign countries, and some famous building adopt this idea.The core of this idea is to use computer technology and communication technology to improve home environment. In our country, this idea was introduced recen... 更多还原【关键词】智能家居；ZigBee；嵌入式；Z-Stack；μC/OS-Ⅱ；【Key words】Smart Home；ZigBee；Embedded；Z-Stack；μC/OS-Ⅱ；【索购硕士论文全文】Q联系Q：138113721 139938848 即付即发目录摘要3-5Abstract 5-6图目录10-13表目录13-14第一章绪论14-201.1 本课题的背景和意义141.2 国内外智能家居发展概况14-151.2.1 国外智能家居发展概况14-151.2.2 国内智能家居发展概况151.3 智能家居系统组网技术15-181.3.1 有线通信组网技术15-171.3.2 无线通信组网技术17-181.4 智能家居系统设计需要解决的问题181.5 本章小结18-20第二章ZigBee技术研究20-322.1 ZigBee技术简介202.2 ZigBee协议组成20-282.2.1 物理层(PHY)规范21-222.2.2 介质传输控制层(MAC)规范22-232.2.3 网络层(NWK)规范23-252.2.4 应用层(APL)规范25-272.2.5 ZigBee原语27-282.3 ZigBee网络配置28-302.3.1 IEEE802.15.4定义的网络设备28-292.3.2 ZigBee定义的网络设备292.3.3 ZigBee网络拓扑结构29-302.4 本章小结30-32第三章智能家居系统总体设计方案32-363.1 智能家居系统需求分析32-333.2 智能家居系统功能描述333.3 智能家居系统组成33-353.3.1 安防子网343.3.2 灯控子网34-353.3.3 控制中心353.3.4 远程终端353.4 智能家居系统网络组成353.5 本章小结35-36第四章系统硬件设计36-564.1 ZigBee通信模块硬件设计36-444.1.1 CC2430简介36-384.1.2 ZigBee网络协调器硬件电路38-424.1.3 ZigBee网络路由器硬件电路42-434.1.4 ZigBee终端设备硬件电路43-444.2 检测/控制模块硬件电路44-484.2.1 煤气检测电路44-454.2.2 烟雾检测电路454.2.3 人体红外检测电路45-464.2.4 灯控制电路46-474.2.5 窗帘控制电路47-484.3 控制中心硬件电路设计48-544.3.1 主控芯片硬件电路48-514.3.2 控制中心人机界面51-534.3.3 GPRS模块53-544.4 本章小结54-56第五章系统软件设计56-765.1 ZigBee网络设备软件56-685.1.1 Z-Stack简介56-595.1.2 ZigBee网络的建立59-615.1.3 ZigBee网络的通信61-625.1.4 ZigBee网络协调器程序设计62-655.1.5 ZigBee网络路由器程序设计65-665.1.6 ZigBee终端节点程序设计66-685.2 控制中心程序设计68-745.2.1 μC/OS-Ⅱ移植69-705.2.2 人机界面程序设计70-725.2.3 GPRS模块程序设计72-735.2.4 控制中心的串口通信程序73-745.3 本章小结74-76第六章实验结果与论证76-806.1 ZigBee温度采集测试76-786.2 远程开关控制灯测试78-80第七章总结与展望80-817.1 本文工作总结807.2 工作展望80-81参考文献。