【正文】 (7)網絡延遲時間短。Zigbee聯盟負責開發(fā)網絡層及以上的協議。這就要求有各種有害氣體監(jiān)測功能的家居環(huán)境監(jiān)測系統介入，為我們營造一個安全健康的家居環(huán)境。(4)移動性較差。(2)多點監(jiān)測，需要對同一環(huán)境參數在不同地點和不同時間分別進行測量，這是因為環(huán)境中各種環(huán)境信息不同的時間和空間上分布不具有均勻性，由此實現監(jiān)測的全面性和高精度性，甚至有時需要對同一環(huán)境參數在多點進行測量。研究人員希望能通過這種新的技術將家居中各種智能化的設備、家用電器和家庭安防設備等整合一個智能化的系統上進行資源共享、分析、控制和管理這些設備，控制這些設備來對家居中的環(huán)境參數符合人們舒適居住使用的要求，營造一個良好的環(huán)境，從而可使用戶能夠居住在一個更高要求的環(huán)境中。另外，國內亦有些電器廠家也在市場上推出了自主的智能家居系統，類似的系統在家居環(huán)境的監(jiān)測中均可以實現各種功能。所支持的速度達54Mbps(，理論最高速度600Mbps)。第2章 Zigbee技術綜述 ，根據此協議的規(guī)定，Zigbee技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。 Zigbee技術的特點Zigbee網絡采用的是無線自組織網絡技術，與蜜蜂的通信類似，網絡中的各個節(jié)點間通信以一跳或多跳的形式自動建立網絡。只能自己的與上一級如協調器或路由器之間通信，包括獲取網絡地址等。要求設備具有斷開網絡的能力和具有連接一個新的網絡的能力，以建立一個Zigbee協調器或者路由器。ZDO位于應用支持子層和應用框架之間，在Zigbee協議棧中應用操作的一般需求它有所滿足。下面對各種參數進行如下介紹。(4)可擴展：能根據用戶的不同需求，隨時增加或減少節(jié)點設置[5]。CC2530結合了領先的RF 收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標準的增強型8051CPU，系統內可編程閃存，8KB RAM 和許多其它強大的功能。使用簡單的電路即可將電導率的變化轉換為與該氣體濃度相對應的輸出信號[11]。 LCD液晶顯示模塊帶中文字庫的128*64是一種具有4位/8位并行、2或3線串行多種接口方式，內部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864，可以顯示84行16x16點陣的漢字，也可完成圖形顯示，低電壓低功耗是其又一顯著特點。(1)穩(wěn)定性測試：長時間運行系統檢查電源電壓，液晶顯示，傳感器，無線模塊等。其中Zigbee短程無線網技術以其數據傳輸安全可靠、組網簡易靈活、設備成本低、電池壽命長等優(yōu)勢，在工業(yè)控制領域中展現了深厚的發(fā)展?jié)摿2]。最后我特別要將誠摯的謝意獻給我的家人，感謝他們多年來對我的關愛、理解和支持。t need to add additional hardware design. We also do not need very precise time requirements. This technique is about with measuring the wireless signals strength in the propagation of the loss, to measure the distance between two nodes. Because of this method requires hardware equipment is less, algorithm is simple, so it has been using in many wireless munication field. Comprehensive all conditions, positioning on the use of RSSI ranging technique.A. Hardware Location EngineThe CC2431 wireless microcontroller chip produced by TI Company has a hardware location engine. From the software39。通過該設計，使得自己在學業(yè)上受益匪淺，它不僅要求我靈活應用以前所學的知識，也要求自己在工作中不斷學習和接受新知識，極大的鍛煉了自己獨立研發(fā)的能力，為今后的工作開創(chuàng)了新的前景。設置各個波特率，查看通訊是否正常。因為MQ2型煙霧傳感器在不通電存放一段時間后，再次通電時，傳感器需要一段時間預熱。無線設備還包括一個數據包過濾和地址識別模塊。連接方便，數字溫濕度傳感器電路圖44如下所示。在設計過程中，不僅要考慮電壓和電流大小等基本參數而且要考慮電源使用效率、降低噪聲、復雜程度和干擾等方面優(yōu)化[6]。(1)低功耗：由于是無線傳感網絡，節(jié)點很多，故只能由電池供電，故要求低功耗以延長使用，減少電池更換次數。當然在實踐過程中可以根據家庭居住環(huán)境的大小和所需監(jiān)測的內容，來增加或減少傳感器節(jié)點，而只需做小許改動即可[4]。 應用層框架為存在Zigbee設備中的應用對象提供活動的環(huán)境的是Zigbee中的應用框架。網絡層管理實體提供了以下的幾種服務：(1)配置一個新的設備：設備應具有足夠的堆棧來保證其正常工作的需要，并且滿足配置的需要。(1)Zigbee協調器：它是個全功能的設備，包含所有的網絡功能，是3種設備中功能最全面亦最復雜的一種，特點是計算能力強、存儲量大。但相比之下，Zigbee協議比藍牙更簡單、速率更慢、功率及費用也更低。在協調器節(jié)點中，本文實現了電源、串口通信、PCB天線等主要電路的設計；而在傳感器節(jié)點中，由于其與協調器類似，故僅針對不同的環(huán)境信息，設計出了不同的傳感模塊；(3)本論文還設計了串口調試操作界面，可以方便用戶的調試和使用，由此用戶就可以實時的了解到家庭中個中環(huán)境信息的參數。Zigbee的名字主要來源于蜜蜂通過跳ZigZag形狀的舞蹈來傳遞所發(fā)現的食物的位置、距離和方向等信息，一只一只的傳遞下去，此種技術與蜜蜂的這種通信方式相類似?，F有的智能家居產品大部分是以有線網絡作為家庭的內部網絡，有線網絡布線麻煩，終端節(jié)點數量多而需要數量龐大的電纜，而無線通訊技術能很好的解決以上問題。智能家居監(jiān)測系統的設計畢業(yè)論文目 錄第1章 緒論 1 本文研究背景與意義 1 智能家居環(huán)境監(jiān)測系統的特點 1 國內外發(fā)展現狀及分析 2 典型無線網絡技術介紹 2 Zigbee技術 2 WiFi技術 3 藍牙技術 3 本文主要研究內容 3 本文主要研究創(chuàng)新點 4第2章 Zigbee技術綜述 5 Zigbee技術介紹 5 Zigbee技術的特點 6 Zigbee網絡設備組成和網絡結構 6 Zigbee協議分析 7 網絡層(NWK) 7 應用層(APP) 8第3章 家居環(huán)境監(jiān)測系統方案 11 系統結構 11 系統功能定義 12 系統設計要求 12第4章 家居環(huán)境監(jiān)測系統硬件設計 14 系統電源電路 14 Zigbee芯片CC2530 15 家居環(huán)境參數采集模塊 15 數字溫濕度傳感器DHT11 15 煙霧傳感器MQ2 16 CC2530通訊 17 LCD液晶顯示模塊 18第5章 系統軟件設計 19 Zigbee無線通訊協議 19 溫濕度傳感器程序 20 煙霧傳感器程序 20第6章 系統性能測試與評述 21 硬件測試 21 軟件測試 21第7章 結論與展望 22 結論 22 展望 22總結 23參考文獻 24致謝 25附錄 26附錄A 外文文獻 26附錄B 中文翻譯 34附錄C 程序 392石家莊鐵道大學畢業(yè)設計 第1章 緒論 本文研究背景與意義千百年來，人類都在關注著自身的生活和居住條件，并努力改善和提高之。國際上的家庭智能化系統已經形成集中以有線為基礎的標準，包括有：美國的X10 CEBus、歐洲的EIB、日本的HBS等。Zigbee聯盟則于2001年成立，而在2002年下半年，以及四大半導體公司共同宣布加盟Zigbee技術聯盟，以研發(fā)名為Zigbee的新一代無線通信標準。 本文主要研究創(chuàng)新點本文利用Zigbee技術，以實現無線系統的組網，可以為家居環(huán)境提供多地點、多對象的監(jiān)測，由于Zigbee技術的自組網性，在增加或減少監(jiān)測終端時系統靈活性較大。Zigbee的基本速率是，傳輸半徑可擴大到400米，并可得到更低的功耗和更高的可靠性。它的作用是發(fā)送網絡信標、建立并且管理一個網絡及網絡節(jié)點、存儲節(jié)點信息并且不斷地接收下級節(jié)點所發(fā)來的信息。配置選項包括對連接一個現有網絡設備或一個Zigbee協調器的初始化的操作。其最多可以定義240個較為獨立的應用程序對象，任意一個對象的端點編號都是從1到240。當監(jiān)測區(qū)域較大時，可用增加傳感器節(jié)點的方法來保證網絡的連通性，相反區(qū)域較小時可以根據情況減少路由器節(jié)點的設置以節(jié)省系統資源，降低成本。(2)安全性：本系統為家居環(huán)境控制系統做前期的數據采集，若出現錯誤，則可導致PC判斷錯誤，導致錯誤控制。電源供電電路如圖42所示。圖43 CC2530最小系統的電路圖圖44 數字溫濕度傳感器電路圖 煙霧傳感器MQ2本次設計的煙霧傳感器用MQ2。Zigbee技術是一種雙向性無線短距離通信技術，具有通信距離短、能耗低、復雜度低、數據傳輸速率低、制作成本低等諸多特點。程序初始化結束后，系統進入監(jiān)控狀態(tài)。測試結果：通訊正常。參考文獻[1] 葉朝輝,[J].計算機應用研究,2000.[2] 徐君麗,劉冀偉,[M].微計算機信息,2005.[3] 高守瑋,[M].北京航空航天大學出版社,2011.[4] [D].武漢科技大學,2009[5] Jane K,Hart,Kirk Sensor Networks：A revolution in the earth system —Science Reviews,2006.[6] [J].高等教育出版社,2010.[7] [M].華南理工大學出版社,2007 [8] [M].重慶大學出版社,2003 [9] [M].清華大學出版社,2002.[10] [M].清華大學出版社,2010.[11] [M].北京:電子工業(yè)出版社,2000.[12] 孫利民,2005.[13] 陳玲,2004. 致謝在這次畢業(yè)設計中，楊明老師給了我很大的幫助。s point of view, CC2431’s hardware location engine has a very simple API interface, as long as writing the necessary parameters and waiting for calculation, it can read the location results.The hardware location engine is also based on RSSI technology. The localization system includes reference nodes and blind nodes. The reference node is a fixed node that located in a known position, the node know their place and send a packet notify to other nodes. The blind node receives packets from reference nodes, which can obtains reference nodes’ location and the corresponding RSSI value and put them into the hardware location engine, and then the blind node’s location can be read from the engine. On the surface, using the CC2431 hardware location engine targeting the program as a good choice, but considering the practical application, it will encounter the following problems. First of all, we have choose the CC2530 as the main chip of fixed nodes of the system, its internal programs is running in Zigbee2007 protocol, but CC2431 as a early chip, it applies only to Zigbee2006 protocol. In the munications between CC2431 and CC2530 that will have patibility problems. Secondly, CC2431 hardware location engine use the distributed puting, all mobile nodes’ location are calculated by themselves, and then they upload information to the gateway node, this will not only occupy the mobile node processing time,