【正文】 henhuangmahenshuang 畢 業(yè) 論 文 課 題 ： 基于 Zigbee 的智能家居系統(tǒng)設計 學生姓名 系 別 專業(yè)班級 指導教師 二 ○ 一 年 學 號 _______ ___ 銅陵學院畢業(yè)設計 I 目 錄 摘 要 .............................................................. III Abstract ............................................................... IV 第一章 緒論 ......................................................... 1 本課題的背景和意義 .......................................... 1 國內(nèi)外智能家居發(fā)展概況 ...................................... 1 國外智能家居發(fā)展概況 .................................. 1 國內(nèi)智能家居發(fā)展概況 .................................. 1 智能家居系統(tǒng)組網(wǎng)技術(shù) ........................................ 2 智能家居系統(tǒng)設計需要解決的問題 .............................. 3 第二章 ZigBee 技術(shù)研究 .............................................. 4 ZigBee 技術(shù)簡介 ............................................. 4 ZigBee 協(xié)議組成 ............................................. 4 ZigBee 網(wǎng)絡配置 ............................................. 5 Zigbee 技術(shù)的特點 ........................................... 7 第三章 智能家居系統(tǒng)總體設計方案 ..................................... 8 智能家居系統(tǒng)需求分析 ........................................ 8 智能家居系統(tǒng)功能描述 ........................................ 8 智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ............................................ 8 第四章 系統(tǒng)硬件設計 ..................................................................................................... 10 ZigBee 通信模塊硬件設計 . ................................... 10 第五章 系統(tǒng)軟件設計 ................................................ 12 ZigBee 網(wǎng)絡設備軟件 ........................................ 12 綁定機制的引入 ....................................... 15 智能家居管理界面設計 ....................................... 15 第六章 總結(jié)與展望 . ................................................. 17 參考文獻 ........................................................... 18 II 插圖清單 圖 21 Zigbee 協(xié)議總體架構(gòu) ............................................ 4 圖 22 Zigbee 三種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu) ........................................ 7 圖 31 智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 ............................................. 9 圖 41 網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器硬件結(jié)構(gòu)圖 .......................................... 10 圖 42 終端設備結(jié)構(gòu)圖 ................................................ 11 圖 51 Zigbee 網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器軟件流程 ..................................... 13 圖 52 路由器程序 .................................................... 14 圖 53 ZigBee 終端節(jié)點程序流程圖 ..................................... 15 圖 54 智能管理界面與 zigbee 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交互流程 ......................... 16 銅陵學院畢業(yè)設計 III 基于 Zigbee 的智能家居系統(tǒng)設計 摘 要 隨著人們生活水平的不斷提高 ,對生活環(huán)境的要求也越來高 .如何改善家居環(huán)境 ,使其更加安全、舒適 ,這是擺在工程師面前的一大難題 .在這個背景下 ,智能家居理念早年在國外已被率先提出 ,而且也有很多知名的建筑設計采用了這一理念 .該理念的核心就是利用計算機技術(shù)、通信技術(shù)等等一些先進的技術(shù)來改善家居環(huán)境 ,使家居生活能更舒適便利 .因智能家居 在我國引入的時間較短 ,所以我國的智能家居應用水平與國外還有較大的差距 ,但不可否認智能家居技術(shù)在我國還有大的發(fā)展前途的 ,現(xiàn)在所缺少的是成熟的產(chǎn)品和配套的解決方案以及熟練的技術(shù)技。 本文主要完成了以下工作 : 介紹了智能家居系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及系統(tǒng)所采用的通信方式 ,通過對比 ,選定了 ZigBee 無線通信方式作為本智能家居系統(tǒng)設計的通信方式。 ZigBee 技術(shù)介紹了其起源 ,對 ZigBee 的研究。 對 ZigBee 網(wǎng)絡的各種設備包括路由器和終端設備的硬件電路進行了設計。 對智能家居系統(tǒng)中所需要 的各種傳感器及其配套調(diào)理電路、控制電路進行了設計。 對智能家居系統(tǒng)中的具體功能介紹。 關(guān)鍵詞： 智能家居； Zigbee；通信技術(shù)；無線網(wǎng)絡技術(shù) IV Abstract With the increasing living standard, people’s requirement to the environment is being more and more higher, especially home environment. How to improve home environment and make it more fortable and safer is a big problem for engineers. Under this backgroud , Smart Home was raised firstly in some foreign countries few years ago, and some famous building has adopted this idea . The core of this idea is to use puter technology and munication technology to improve home environment and make it more convenient and more fortable. In our country, this idea was introduced recently, so the application technology has a gap pared with some foreign countries. But we can’t deny that it has a big development space in our country. At the moment what we are short of is mature products and form a plete set of solutions. This paper mainly pleted the following work： the development of Smart Home system present situation at home and abroad and means of munication it has adopted ,by paring with so many methods,we chose zigbee wireless munication way as Smart Home way of munication zigbee technology in detail, introduce its origin and research it zigbee all sorts of equipment including routers and terminal equipment of the hardware all kinds of sensors and their matching regulate circuit control circuit what smart home need the function of Smart Home Keywords： Smart Home。Zigbee。 munication technology。wireless work technology 銅陵學院畢業(yè)設計 1 第一章 緒論 本課題的背景和意義 所謂智能家居系統(tǒng)是指利用先進的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機地結(jié)合在一起，通過統(tǒng)籌的管理，使得居家生活變得更加舒適、安 全。智能家居提供了全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部時刻保持著信息的交流，優(yōu)化了人們的生活方式，增強了家居生活的安全性，以及可以節(jié)約各種能源費用資金。 智能家居又稱為智能住宅， 在國外常用 Smart Home 表示。與智能家居含義相似的有家庭自動化（ Home Automation）、 電子 家庭（ Electronic Home、 Ehome）、數(shù)字家園（ Digital Family）、家庭網(wǎng)絡（ Home Net/Networks for Home）、網(wǎng)絡家居（ NetworkHome）、智能家庭 /建筑（ Intelligent Home/Buigylding）等。 國內(nèi)外智能家居發(fā)展概況 國外智能家居發(fā)展概況 智能家居使用的是計算機技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡通訊技術(shù)，將家庭生活中的各種設備（如照明系統(tǒng)、環(huán)境控制、安防系統(tǒng)、網(wǎng)絡家電）通過家庭網(wǎng)絡連接到一起。國外智能家居發(fā)展得從 1984 年 美國康乃迪克州哈特佛市 首創(chuàng)的智能建筑說起，至此以后，一些大大小小的科技比較發(fā)達先進的國家也陸陸續(xù)續(xù)加入到智能家居的這個行列當 中，并且諸如美國、瑞典、新加坡、英國等國的智能家居發(fā)展較好。在新加坡國家他們的系統(tǒng)已近相當完善，詳細的說它能實現(xiàn)電表、水表、燃氣表抄送，自動報警，可視通話、網(wǎng)絡監(jiān)控，電氣智能化控制，智能接線盒寬帶網(wǎng)絡接入和系統(tǒng)軟件配置等，智能家居控制系統(tǒng)、智能家居家電系統(tǒng)、智能家居舒適系統(tǒng)、智能家居娛樂系統(tǒng)、智能家居節(jié)能系統(tǒng)等等應有具有。在日本，除了室內(nèi)的家庭已經(jīng)實現(xiàn)自動化網(wǎng)絡，但同時也實現(xiàn)了自動門的生物特征識別系統(tǒng)，這個系統(tǒng)設計比較人性化，即使我們雙手提有東西不方便騰出手但只要門口的攝像機確認個人身份之后，門在設定的的短 時間內(nèi)就能打開。另外，家居智能化還使用了醫(yī)學相關(guān)設計，便于人隨時關(guān)注個人健康情況，在衛(wèi)生間的便器墊圈上我們插有血壓計，還有在便器內(nèi)很巧妙的設計了血糖檢測裝置，在廁所內(nèi)洗手池前我們也可以安裝體重儀，這些系統(tǒng)儀器不需要太多額外的操作，完全實現(xiàn)方便實用，這些儀器測試結(jié)果都能在一個顯示器上顯示，當然得到的數(shù)據(jù)也都是能保存的，不得不說智能家居是以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡通訊、訊息家電、設備自動化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務、管理為一體的高效