【正文】 ..................................................................... 3 智能家居系統(tǒng)的特點(diǎn) ..................................................................................... 4 本章小結(jié) ......................................................................................................... 4 2 物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)通信技術(shù)的原理 ............................................................................ 5 ZigBee 無線技術(shù) ............................................................................................. 5 ZigBee 的概念 .............................................................................................. 5 ZigBee 的協(xié)議棧 .......................................................................................... 5 ZigBee 的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用前景 ................................................................. 10 ZigBee 應(yīng)用于家庭網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵問題 ......................................................11 GPRS 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ..............................................................................................11 本章小結(jié) ....................................................................................................... 12 3. 智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 ................................................................................. 13 智能家居系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思想 ....................................................................... 13 系統(tǒng)工作過程 ............................................................................................... 14 應(yīng)用技術(shù)分析 ............................................................................................... 14 無線傳輸技術(shù) ............................................................................................ 14 GPRS 技術(shù) .................................................................................................. 15 系統(tǒng)控制器技術(shù) ........................................................................................ 17 智能家居的系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................................................... 18 主處理器的選取 ........................................................................................ 18 ............................................................................................. 18 本章小結(jié) ....................................................................................................... 19 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .................................................................................................. 20 復(fù)位電路 ........................................................................................................ 20 單片機(jī)晶振電路 ........................................................................................... 21 ZigBee 無線傳輸電路 ................................................................................... 21 GPRS 無線傳輸電路 ..................................................................................... 22 家電控制電路 ............................................................................................... 24 本章小結(jié) ....................................................................................................... 24 5 智能家居系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .................................................................................. 25 通信協(xié)議的定義 ........................................................................................... 25 手機(jī)與 TC35i模塊之間的通信協(xié)議 ......................................................... 25 ZigBee模塊與上位機(jī)的通信協(xié)議 .......................................................... 25 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) ............................................................................................... 25 TC35i短信收發(fā)程序 .................................................................................. 26 單片機(jī)對繼電器的控制 ............................................................................ 30 本章小結(jié) ....................................................................................................... 32 6 總結(jié)與展望 ...................................................................................................... 33 總結(jié) .............................................................................................................. 33 展望 .............................................................................................................. 33 致謝 ..................................................................................................................... 34 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................. 35 附錄 A外文譯文 ................................................................................................. 37 附錄 B外文文獻(xiàn) ................................................................................................. 46 附錄 C 附錄 D 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前言 近幾年金融危機(jī)之后的復(fù)蘇時(shí)期，物 聯(lián)網(wǎng)概念迅速風(fēng)行，受到各國政府的重視。但是物聯(lián)網(wǎng)的第一次提出源于 1999 年，美國麻省理工學(xué)院成立 AutoID 研究中心，進(jìn)行 RFID技術(shù)的研發(fā)，將 RFID 與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，提出了產(chǎn)品電子代碼（ EPC）解決方案。由于智能家居受產(chǎn)品生產(chǎn)廠家的限制，在短時(shí)間內(nèi)還沒有統(tǒng)一 的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，所以一般都是一個(gè)廠家單獨(dú)做系統(tǒng)研發(fā)方案的。 (5)家電完成的功能各有不同，需要達(dá)到的智能水平也有很大的差異，要針對不同的功能要求，設(shè)計(jì)不同家電的智能水平 (比如說，如果讓電燈也共享 Inter 資源，顯然沒有必要，但是家中的攝像監(jiān)控設(shè)備則 需要較高的智能水平 )。 在智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用星型網(wǎng)絡(luò)，這種星型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是對中心節(jié)點(diǎn) (這里是無線數(shù)字家居服務(wù)器或網(wǎng)關(guān) )的依賴性很大，中心節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題可能造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。由于這兩個(gè)頻段上無線信號(hào)傳播損耗較小，因此可以降低對接收機(jī)靈敏度的要求。 圖 24 MAC 子層組成及接口模型 MAC Form and Interface Model 的 MAC 協(xié)議包括以下功能：設(shè)備間無線鏈路的建立、維護(hù)和結(jié)束；確認(rèn)模式的幀傳送與接收；信道接入控制；幀校驗(yàn)；預(yù)留時(shí)隙管理；廣播信息管理。 ZigBee 規(guī)范定義的 NWK 層協(xié)議，提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù) (NLDE)和管理服務(wù) (NLME)的數(shù)據(jù)服務(wù)接口，用于將 APL層提供的數(shù)據(jù)打包成應(yīng)用層協(xié) 議數(shù)據(jù)單元，并將其傳輸給相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)的 NWK 層；或者將接收到的應(yīng)用層協(xié)議數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解包，并將解包后得到的數(shù)據(jù)傳送給 本節(jié)點(diǎn)的 APL 層 。均可以考慮采用 ZigBee 技術(shù)作無線傳輸： ? 設(shè)備成本較低．傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較小。 MAC 的主要作用是定義和分配空中接口控制層。 本章小結(jié) 本章介紹了 GPRS 技術(shù)和 ZigBee 技術(shù)在應(yīng)用于智能家居中短距離無線通信的優(yōu)勢，詳細(xì)介紹了 GPRS 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、協(xié)議和路由管理的相關(guān)知識(shí)。當(dāng)檢測到的火災(zāi)存在，將把采集到的信息通過無線 ZigBee 模塊發(fā)送到家庭控制器，家庭控制器通過 GPRS 模塊將信息以短消息的方式發(fā)送到主人的手機(jī)。 (5)短時(shí)延。 ? 具有電池監(jiān)測和溫度感測功能。當(dāng)系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)， MCU 一邊偵聽監(jiān)測端口的 報(bào)警信號(hào)，一邊等待接收從 GSM 網(wǎng)絡(luò)傳來的短信控制指令。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8K 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針， 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， 1 個(gè) 6 向量 2 級(jí) 中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。該芯片采用 工藝生產(chǎn)，工作時(shí)的電流損耗為 27mA；在接