基于zigbee網(wǎng)絡(luò)的智能家居無線網(wǎng)絡(luò)論文-資料下載頁
2025-07-14 19:45本頁面
【正文】 間的聯(lián)絡(luò)，對原有網(wǎng)絡(luò)進行刷新，這就是自組織網(wǎng)。該架構(gòu)被稱為無基礎(chǔ)構(gòu) 架的無線局域網(wǎng)，這種架構(gòu)對網(wǎng)絡(luò) 內(nèi)部的設(shè)備數(shù)量不加限制，并可隨時建起無線通信鏈路首先設(shè)置ZigBee主無線模塊為協(xié)調(diào)器，其它節(jié)點模塊為終端器件。然后協(xié)調(diào)器應(yīng)用層發(fā)出原語給協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)層來啟動新的網(wǎng)絡(luò)建立。建網(wǎng)過程開始后，協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)層將首先請求MAC層對物理層所定義的有效信道進行能量檢測掃描，以排除可能占用的信道。為實現(xiàn)能量檢測掃描，協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)層通過發(fā)送掃描類型參數(shù)設(shè)置為能量檢測掃描的原語到MAC層進行信道能量檢測掃描，掃描結(jié)果通過原語返回給網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層的管理實體收到能量檢測掃描的結(jié)果后，將對那些在允許能量范圍內(nèi)的信道進行進一步處理。協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)層管理實體將發(fā)送原語執(zhí)行主動掃描，該原語的ScanType參數(shù)設(shè)置為主動掃描，ChannelList參數(shù)設(shè)置為那些已經(jīng)通過能量檢測允許的信道列表，同時在這些信道內(nèi)搜索其它終端節(jié)點模塊。而這一點對工業(yè)現(xiàn) 場控制而言非常重要。而在 Zigbee 技術(shù)中采用了動態(tài)路由 的方式，所謂動態(tài)路由是指網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂讲⒉皇穷A(yù) 先設(shè)定的，而是傳輸數(shù)據(jù)前，通過對網(wǎng)絡(luò)當(dāng)時可利用的所有 路徑進行搜索，分析它們的位置關(guān)系以及遠近，然后選擇其 中的一條路徑進行數(shù)據(jù)傳輸。為了決定建立網(wǎng)絡(luò)的最佳信道，網(wǎng)絡(luò)層管理實體還將檢查PAN標(biāo)識符，并且將所查找到的第一個信道設(shè)為新網(wǎng)絡(luò)的最小編號。當(dāng)協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)層管理實體查找不到與其它節(jié)點模塊通信的合適信道，將終止建網(wǎng)過程，并且向協(xié)調(diào)器應(yīng)用層發(fā)出建網(wǎng)失敗信息，即通過發(fā)送參數(shù)狀態(tài)為Startupfailure的原給應(yīng)用層知道。如果協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)層的管理實體找到合適的信道，將為這個新網(wǎng)絡(luò)選擇一個PAN標(biāo)識符。為了選擇一個PAN標(biāo)識符，需要檢查PANID參數(shù)是否在原語中己指定。本系統(tǒng)采用IAR編譯軟件設(shè)計通信程序，首先實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與單個從節(jié)點的通信。如下圖所示： 圖51 編譯軟件環(huán)境如果選定PAN ID與已存在的PANID不發(fā)生沖突，則這個ID值就將成為新網(wǎng)絡(luò)的PANID否則，將為這個協(xié)調(diào)器模塊選擇一個隨機的PANID，只要不使它為廣播地址，同時小于0X3FFF，并且它在所選擇的信道中所存在的網(wǎng)絡(luò)是唯一的。網(wǎng)絡(luò)層還要通過發(fā)出原語給MAC層來設(shè)置MACPAN屬性。用編譯軟件進行節(jié)點設(shè)備選擇如下圖： 圖52 節(jié)點選擇界面用VC++，采用的是VC++ Sockets網(wǎng)絡(luò)接口控件，簡化了軟件接口設(shè)計。上位機顯示界面如下圖所示：圖53 上位機界面總結(jié)與展望本文通過分析國內(nèi)外智能家居研究的發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合國內(nèi)智能家居未來發(fā)展的廣闊前景以及實際需求，提出了一種智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案。一方面，主要是利用ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)在家居監(jiān)控中不受家居布局影響的獨到的傳輸優(yōu)勢，設(shè)計了比較符合日常家用的ZigBee無線模塊，負責(zé)數(shù)據(jù)采集和基本的電器電源開關(guān)，并由此搭建了星型無線傳感網(wǎng)絡(luò)。，最后實現(xiàn)了通信。另一方面，基于 DSP TMS320F2812設(shè)計了數(shù)據(jù)處理模塊，負責(zé)對ZigBee絡(luò)協(xié)調(diào)器采集的數(shù)據(jù)進行處理，并完成數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)控制器傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)上，為后續(xù)應(yīng)用程序開發(fā)做準(zhǔn)備。這部分中，主要工作是硬件設(shè)計和在 ，并最終實現(xiàn)TCPIP通信。最后在 VC++ WindowsSockets設(shè)計上位機監(jiān)控界面，方便監(jiān)控人員查看。本文所作設(shè)計由于時間和本人水平有限，以及對于智能家居監(jiān)控系統(tǒng)市場的實際調(diào)查不夠充分，因此可能在設(shè)計的細部上考慮的還不夠周到，所以還有很多后續(xù)的研究需要繼續(xù)開展下去。以后繼續(xù)研究的部分主要有以下幾個方面：智能家居監(jiān)控系統(tǒng)中的無線傳輸模塊要如何能在家庭乃至樓宇的復(fù)雜電磁場環(huán)境下，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確和及時，今后要在跳頻通訊的研究上下一番功夫。在家居中ZigBee的組網(wǎng)方面，可以考慮其它更多的拓撲結(jié)構(gòu)方案，這西華大學(xué)碩士學(xué)位論文樣有利于保障通信，今后要在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中加入路由器(Router)，是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更合理。Zigbee 技術(shù)與智能家居系統(tǒng)的的結(jié)合有著廣泛的應(yīng)用前景，本文主要探討了基于該技術(shù)的家庭無線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu) 建與應(yīng)用。這種方式在現(xiàn)實生活中具有很強的應(yīng)用性，相信在不久的將來，會有越來越多由 Zigbee 技術(shù)延伸而出的設(shè)備投入應(yīng)用，并將極大地改善我們的生活方式。參考文獻[1][2].[3][4][5][7]. . [8]
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