本科畢業(yè)論文-基于zigbee的智能家居系統(tǒng)設(shè)計-資料下載頁
2025-08-14 11:23本頁面
【正文】 絡，它可以進行孤立通知過程重新加入網(wǎng)絡。 ZigBee網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器程序設(shè)計Zigbee網(wǎng)絡采用3種拓撲結(jié)構(gòu)：星型結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)和樹形結(jié)構(gòu)。從網(wǎng)絡配置上看，網(wǎng)絡中有三種類型的節(jié)點：一是Zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點，二是Zigbee路由器節(jié)點和最后一個Zigbee終端設(shè)備節(jié)點。節(jié)點上電初始化進入OS 新建網(wǎng)絡成功？ N確定PAN ID、NWK ID修改配置文件YPC顯示網(wǎng)絡信息進入無線監(jiān)控狀態(tài)有無信號？ N Y 入網(wǎng)請求節(jié)點入網(wǎng)程序數(shù)據(jù)處理程序入網(wǎng)成功PC顯示接收數(shù) PC顯示節(jié)點信息圖51 Zigbee網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器軟件流程Zigbee協(xié)調(diào)器就是網(wǎng)絡組織的管理者，管理其網(wǎng)絡中的其他節(jié)點。針對一般的應用模式，在一個Zigbee網(wǎng)絡形成之后，協(xié)調(diào)器不是必須的。它最主要的作用是，依據(jù)掃描情況，選擇一些合適參數(shù)建立一個網(wǎng)絡。如圖51是Zigbee網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器軟件設(shè)計流程。 Zigbee網(wǎng)絡路由器程序設(shè)計Zigbee路由器，其主要是起路由的作用，搜索區(qū)域中可用的網(wǎng)絡，作為潛在的父節(jié)點允許更多的設(shè)備加入網(wǎng)絡，傳輸數(shù)據(jù)以及向Zigbee協(xié)調(diào)器請求數(shù)據(jù)等。通常，是希望路由器一直處于活動狀態(tài)，因此它必須使用主電源供電。但是當使用樹狀網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的時候，允許路由間隔一定的周期才操作一次，這樣就可以使用電池給其供電。路由器也屬于全功能設(shè)備。其流程圖如下： 開始系統(tǒng)上電初始化JN5121/外設(shè)加入zigbee網(wǎng)絡 ＮＯ入網(wǎng)成功 監(jiān)聽網(wǎng)絡/外設(shè) YES NO其他節(jié)點信息收到信息 NO NO協(xié)調(diào)信息轉(zhuǎn)發(fā)信息 YES回應消息 YES執(zhí)行指令等待回應 YES NO 圖52路由器程序 ZigBee終端節(jié)點程序設(shè)計Zigbee終端設(shè)備一般是作為邊緣設(shè)備使用，負責與實際的監(jiān)控對象相連，在網(wǎng)絡中扮演從屬的角色，大多數(shù)時間是屬于休眠狀態(tài)。ZigBee的終端節(jié)點中的每個節(jié)點按照設(shè)計的程序?qū)崿F(xiàn)的功能，我們以溫度采集來進行解釋，Zigbee終端設(shè)備采集到空中信息時，接下來對數(shù)據(jù)解讀和判斷，一旦確定命令為溫度采集則立馬調(diào)用相應的溫度采集程序?qū)囟冗M行采集和控制，然后將溫度傳感器來收集要處理的信息被發(fā)送到適當?shù)墓芾斫涌诎l(fā)送到的ZigBee無線管理界面。開始調(diào)用對應功能子程序終端節(jié)點初始化查找協(xié)調(diào)器并聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)打包并發(fā)送加入網(wǎng)絡成功？發(fā)送成功？ N N信息采集等待有空中信息到？進入休眠 N Y系統(tǒng)激活圖53 ZigBee終端節(jié)點程序流程圖綁定指的是兩個節(jié)點在應用層上建立起來的一條邏輯鏈路。在同一個節(jié)點上可以建立多個綁定服務，分別對應不同種類的數(shù)據(jù)包。此外，綁定也允許有多個目標節(jié)點（一對多綁定）。例如將實現(xiàn)調(diào)光功能的各種照明設(shè)備和窗簾等進行綁定。系統(tǒng)的輸入量為光強度值，輸出量為燈光亮暗與窗簾打開程度。具體過程為：由用戶通過上位機輸入設(shè)定值并發(fā)送給節(jié)點，節(jié)點通過光敏傳感器采樣當前室內(nèi)的光強度，與設(shè)定值進行對比，小于設(shè)定值則通過可控硅開關(guān)調(diào)節(jié)室內(nèi)燈或通過電機驅(qū)動打開窗簾來調(diào)節(jié)光線值，直到滿足設(shè)定條件為止。ZigBee2006版本中規(guī)定，在全部節(jié)點中實現(xiàn)綁定機制，并將其稱為源綁定。綁定機制允許一個應用服務在不知道目標地址的情況下向?qū)Ψ剑☉梅眨┌l(fā)送數(shù)據(jù)包。發(fā)送時使用的目標地址將由應用支持子層（APS）從綁定表中自動獲得，從而能使消息順利被目標節(jié)點的一個或多個應用服務，乃至分組接收。基于網(wǎng)絡的管理平臺采用B/S（Browser/ Server）結(jié)構(gòu)，客戶端只需裝有Web 瀏覽器即可，服務器端連接客戶端和數(shù)據(jù)服務器，負責處理來自瀏覽器用戶的請求。數(shù)據(jù)庫服務器保存系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的定義、維護、訪問、更新及管理，并響應服務器的請求[5]。采用SQL SERVER 2005。遠程WEB 技術(shù)開發(fā)了基于B/S 架構(gòu)的數(shù)據(jù)管理服務軟件。整個管理軟件分為前臺頁面和后臺管理兩大模塊，前臺頁面主要實現(xiàn)了用戶可視化管理，方便用戶隨時查看、統(tǒng)計數(shù)據(jù)。管理界面與ZigBee網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交互過程如圖54所示：開始設(shè)備啟動并初始化等待接收數(shù)據(jù)收到管理中心命令收到zigbee網(wǎng)絡數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)解析與處理數(shù)據(jù)解析與處理通過CH372發(fā)送到管理中心發(fā)送到zigbee終端節(jié)點結(jié)束 圖54智能管理界面與zigbee網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交互流程我們知道智能家居主要包括配置界面和控制界面這兩種管理界面，兩個界面結(jié)合就實現(xiàn)了調(diào)節(jié)控制作用，通過配置界面可以做到把所需要的各種各樣的設(shè)備進行合理的綁定，綁定之后則在通過控制界面進行一定的控制。 第六章 總結(jié)與展望.從智能家居系統(tǒng)設(shè)計中可以看到，基于該應用的ZigBee系統(tǒng)硬軟件結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)其他控制領(lǐng)域的需要，進行多樣的開發(fā)，有很強的延伸性和可移植性。智能家居系統(tǒng)由于是低數(shù)據(jù)率，正是ZigBee所側(cè)重的應用，和其他無線通信方式相比。ZigBee作為一種低速率的短距離無線通信技術(shù)，主要的優(yōu)勢體現(xiàn)在低功耗，低成本，低延時，網(wǎng)絡容量大，而并非像藍牙一樣擁有高速的數(shù)據(jù)傳輸量。在包括智能家居、工業(yè)控制、自動抄表、醫(yī)療監(jiān)護、傳感器網(wǎng)絡應用和電信應用方面有很大的潛力。相信ZigBee技術(shù)會為我們帶來更靈活，更方便的生活環(huán)境。隨著人們生活水平的提高，大家對智能家居的需求越來越高，而作為中國房地產(chǎn)的配套產(chǎn)業(yè)，中國的智能家居經(jīng)過多年發(fā)展，已成為一個集控制、計算機、家電等多種新技術(shù)為一體的新興產(chǎn)業(yè)。但是，由于市場不規(guī)范、行業(yè)標準不完善，市場發(fā)展并不是很成熟，如今還處于群雄逐鹿的戰(zhàn)國時代.具有很大的市場潛力。參考文獻[1] 周怡. ZigBee 無線通信技術(shù)及其應用探討［J］．自動化儀表，2005年，26卷6期。[2] 王權(quán)平. ZigBee技術(shù)及其應用［J］.現(xiàn)代電信科技，2004年，第一期：33－37[3] 高小平. 中國智能家居的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J]，2005年，04期：[4] 封瑜；葛萬成；基于zigbee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡構(gòu)建與應用[J]；電子工程師；2007年03期[5] 蔣挺，趙成林．紫蜂技術(shù)及其應用[M]．北京：北京郵電大學出版社，2006．[6]高守瑋，吳燦陽．ZigBee技術(shù)實踐教程：基于CC3430/31的無線傳感器網(wǎng)絡解決方案[7] 龔仕偉，陳建飚．智能家居功能分析及展望[J]．建筑電氣，2010，29(8)：5356．[8] 楊誠，聶章龍．ZigBee網(wǎng)絡層協(xié)議的分析與設(shè)計[J]．計算機應用與軟件，2009，26(12)：219221。[9] IEEE ，Part ：Wireless Medium Access Control(MAC) and PhysicalLayer(PHY) Specifications for LowRate Wireless Personal Area Networks (LRWPANs)，October，2003．[10] Gislason Drew，Gillman Tim．ZigBee wireless sensor networks—ZigBee is an emerging wireless protocol designed for lowcost，highreliability sensor networks[J]．Software Tools for the Professional Programmer，2004，29：4042．
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