【正文】 gBee 是一種近距離、低復(fù)雜度、低功 耗、低速率、低成本的雙向無(wú)線通訊技術(shù)。精簡(jiǎn)功能設(shè)備可以通過一個(gè) 全 功 能設(shè)備向外轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù) ， 這個(gè)與精簡(jiǎn)功能設(shè)備相關(guān)聯(lián)的 全功能設(shè)備 稱為該精簡(jiǎn)功能設(shè)備的協(xié)調(diào)器。 精簡(jiǎn)功能設(shè)備 RFD(ReducedFunction Device) 只支持星型結(jié)構(gòu) ， 不能成為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器 ，但可以和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器進(jìn)行通信，精簡(jiǎn)功能設(shè)備通常嵌入現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中使用。 在 ZigBee 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中 定義了兩種功能設(shè)備 ：全功能設(shè)備和 精簡(jiǎn)功能設(shè)備 。如果傳輸過程中出現(xiàn)問題 可以進(jìn)行重發(fā)。 (5) 可靠 : 采取了碰撞避免策略，同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙 ,避開了發(fā)送數(shù)據(jù)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突。因此 ZigBee技術(shù)適用于對(duì)時(shí)延要求苛刻的無(wú)線控制 (如工業(yè)控制場(chǎng)合等 )應(yīng)用。低成本對(duì)于 ZigBee 也是一個(gè)關(guān)鍵的因素。據(jù)估算， ZigBee 設(shè)備僅靠?jī)晒?jié) 5 號(hào)電池就可以維持長(zhǎng)達(dá) 6 個(gè)月到 2 年左右的使用時(shí)間 ,這是其它無(wú)線設(shè)備望塵莫及的。 在標(biāo)準(zhǔn)化方面， 工作組主要負(fù)責(zé)制定物理層和 MAC 層，高層應(yīng)用和市場(chǎng)推廣等工作將由 ZigBee 聯(lián)盟負(fù)責(zé)。 ZigBee 技術(shù)簡(jiǎn)介 ZigBee 技術(shù)概述及特點(diǎn) ZigBee 是基于 標(biāo)準(zhǔn)的低 功耗 個(gè)人區(qū) 域網(wǎng)協(xié)議， 是一種應(yīng)用于短距離范圍內(nèi)，低傳輸數(shù)據(jù)速率下的各種電子設(shè)備之間的無(wú)線通信技術(shù)。 無(wú)線通信已深入到人們生活和工作的各個(gè)方面，包括日常使用的手機(jī)、 無(wú)線電話等，當(dāng)然也有當(dāng)今很熱門的 3G、 WLAN、 寬 帶衛(wèi)星系統(tǒng)等應(yīng)用。 自從馬可尼發(fā)明無(wú)線電以來(lái)，無(wú)線通信技術(shù)一 直向著不斷提高數(shù)據(jù)速率、傳輸距離、安全和穩(wěn)定的方向發(fā)展。 無(wú)線通信是指利用電磁波信號(hào)可以在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式。最后綜合現(xiàn)狀和環(huán)境，展望了智能家居在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。 本章小結(jié) 本章首先介紹了 智能家居 的研究背景和意義 ，隨著人們生活節(jié)奏的加快，智能家居會(huì) 扮演越來(lái)重要的角色。 第五章：介紹智能家居系統(tǒng)開發(fā)用到的硬件和系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析。 第三章： 根據(jù)對(duì)智能家居系統(tǒng)進(jìn)行的需求分析，設(shè)計(jì)出智能家居系統(tǒng)的方案后，定位系統(tǒng)方案要能達(dá)到的目標(biāo)，對(duì)系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)的具體功能作詳 細(xì)介紹。 本論文的 組織結(jié)構(gòu)安排 如下： 第一章： 介紹智能家居的研究背景和意義，以及智能家居在國(guó)內(nèi)外的研究概況、展望智能家居在未來(lái) 發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)對(duì) 本文 研究?jī)?nèi)容 、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn) 和 文章 組織結(jié)構(gòu)作安排。 (4) 利用 ZigBee技術(shù)來(lái)進(jìn)行家居內(nèi)部組網(wǎng)，以方便節(jié)點(diǎn)的靈活加入和離開，省去布線的麻煩。 (2) 開發(fā)集中控制端，驗(yàn)證遠(yuǎn)程控制端用戶的控制權(quán)限，在權(quán)限合法后對(duì)遠(yuǎn)程指令進(jìn)行解析后通過串口轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的目標(biāo)設(shè)備。 實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線遙控操作和安防信息的監(jiān)控與預(yù)警 ，同時(shí)使得有網(wǎng)絡(luò)接入功能的特定設(shè)備可以遠(yuǎn)程使用本智能控制系統(tǒng)。 研究?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu) 本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外智能家居的歷程，結(jié)合當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀 的不足之處 ，選擇 ZigBee無(wú)線網(wǎng)作為家庭內(nèi)網(wǎng)。 而隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，甚至家中的每一件物品的狀態(tài)都能查詢到，比如冰箱的存儲(chǔ)狀態(tài)，熱水器的水溫。 (4) 功能更加智能化。傳統(tǒng)的智能家居控制方式單一， 隨著網(wǎng)絡(luò)和電子終端產(chǎn)品的發(fā)展，控制軟件可以運(yùn)行在各種智能手機(jī)和有網(wǎng)絡(luò)接入功能的其他電子產(chǎn)品中。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們的生活水平也相應(yīng)的得到提高，電子產(chǎn)品越來(lái)越多，但是各個(gè)產(chǎn)品之間沒有任何的聯(lián)系，幾乎每個(gè)產(chǎn)品都有單獨(dú)的遙控器， 如果能用一個(gè)終端控制、監(jiān)控所有的家電，給生活帶來(lái)的 便利不言而喻。以往的智能家居產(chǎn)品之間的信息交換大都是靠有線傳輸，有線傳輸帶來(lái)的問題很明顯，布線麻煩，系統(tǒng)升級(jí)困難，更重要的是有線控制限制了產(chǎn)品的智能化， 除 干線區(qū)域采用布線控制 外， 家居 內(nèi)網(wǎng)的無(wú)線化使得控制更加的方便，安裝和維護(hù)也會(huì)更加的方便。 當(dāng)今的智能家居產(chǎn)品品質(zhì)參差不齊，相互之間兼容性也很差，規(guī)范不統(tǒng)一。 智能家居發(fā)展趨勢(shì) 智能家居的提出到現(xiàn)在已經(jīng)有 很 多年了。 (2)市場(chǎng)定位太高。 在房地產(chǎn)和媒體的助推下，與智能小區(qū)緊密相連的智能家居也會(huì)逐漸的進(jìn)入千家萬(wàn)戶，但是在發(fā)展的同時(shí)，也遇到了很多不容忽視的 問題： (1)沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。諸多功能子系統(tǒng)還要具有協(xié)同配合的能力。眾所周知，中國(guó)人口眾多，城市住宅建設(shè)也多選擇密集型的住宅小區(qū)方式，因此很多房地產(chǎn)商會(huì)站在整個(gè)小區(qū)的角度來(lái)看智能化，也就出現(xiàn)了目前一統(tǒng)天下、無(wú)所不包的“ 智能小區(qū) ” 的模式。智能家居是未來(lái)居家生活的前進(jìn)方向， 受我國(guó)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀的限制，智能家居 現(xiàn)在普及比較少，多是 有一定經(jīng)濟(jì)能力 的專屬，不過現(xiàn)在已經(jīng)慢慢有廉價(jià)的產(chǎn)品出現(xiàn)，進(jìn)入普通百姓家，比如家庭的情景燈光系統(tǒng)，這個(gè)比較實(shí)用，價(jià)格也不是太高，目前也比較容易讓老百姓接受 。 比如海爾的 UHome智能家居系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟了， 他 構(gòu)建室內(nèi)家電、多媒體、環(huán)境檢測(cè)、遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)等全方位數(shù)字生活 ,利用 “智能物聯(lián)網(wǎng) ”作為住區(qū)服務(wù)和管理系統(tǒng) ,實(shí) 現(xiàn)綠色低碳住宅產(chǎn)業(yè) ， 但是像這樣的龍頭企業(yè)卻比較少。雖然每家公司的策略各不相同，但它們都堅(jiān)持同樣的信念：山那邊遍地是金。 在日本智能家居也很發(fā)達(dá)， 日本 Se(西科姆 )安全公司是舉世聞名的智能家居公司 ，他的產(chǎn)品能使家中的電器自動(dòng)聯(lián)網(wǎng)，甚至有了 生物識(shí)別 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門禁功能，人只要站在門口幾秒鐘，就可以自動(dòng)解除門禁 。目前美國(guó)有一種占據(jù)市場(chǎng)主流的產(chǎn)品X10，銷售已超過 1億個(gè)，設(shè)計(jì)戶型為單體別墅，應(yīng)用多 為舊房改造，僅在美國(guó)便有超過 400 萬(wàn)個(gè)家庭在使用。 這種 “ 未來(lái)之家 ” 家庭智能化系統(tǒng)，市場(chǎng)真正啟動(dòng)尚需時(shí)日。 [1] 1998 年新加坡舉辦的 “98 亞洲家庭電器與電子消費(fèi)品國(guó)際展覽會(huì) ” 上，通過在場(chǎng)內(nèi)模擬 “ 未來(lái)之家 ” ，推出了新加坡模式的家庭智能化系統(tǒng)。 南昌航空大學(xué) 軟件學(xué)院東軟班學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 2 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì) 國(guó) 外研究 發(fā)展 概況 自從世界上第一幢智能建筑 1984 年在美國(guó)出現(xiàn)后，美國(guó)、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家先后提出了 不同的 智能家居的方案。 (3) 安防預(yù)警 ：居家生活，平安是最大的愿望，通過對(duì)家中煙感，入侵等安防信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，免去后顧之憂。雖然各種產(chǎn)品的 功能 標(biāo)準(zhǔn)和 應(yīng)用 接口不太一樣，但是不難想象，智能家居的功能都會(huì)基本涵蓋一下幾個(gè)方面： (1) 燈光控制：不管哪 個(gè)家庭都會(huì)有需 要更加方便的對(duì)家中燈光進(jìn)行控制。智能家居也是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的一部分， 也是物聯(lián)網(wǎng) 在明生應(yīng)用領(lǐng)域 的重點(diǎn)部分，加之 近年來(lái)房地產(chǎn)的迅猛發(fā)展和 媒 體 宣傳造勢(shì)，智能家居呈現(xiàn)耳熟能詳化，為此智能家居必將 得到 高速發(fā)展。 隨著互聯(lián)網(wǎng) 技術(shù) 的深入發(fā)展 和成熟 ， “ 物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代 ” 到來(lái) 的呼聲日益高漲， 國(guó)家“ 十二五 ” 規(guī)劃中也明確將物聯(lián)網(wǎng)作 為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)來(lái)培育發(fā)展 。人們也希望 能更加方便的對(duì)家用電器進(jìn)行操作同時(shí)對(duì)家中的居住環(huán)境和安防狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，享有 一個(gè) 高效，安全，便捷，環(huán)保的家居環(huán)境， 于是智能家居的概念被越來(lái)越多的 人 們提出。s lives are no significant improvement. While ZigBee e into being, this phenomenon won’t happen again, ZigBee is a lowcost, lowpower wireless munication technology, the Automatically set up work features ,which makes a variety of devices posed of a WPAN at home easily, and the information transmit reliability is very high. Using ZigBee as internal home work is very appropriate to control home appliances and collect security warning information. The paper first introduces the research of smart house background and current development at home and abroad, and then introduces the ZigBee technology, a more detailed description of the role and characteristics of the ZigBee protocol framework at all levels. At last I integrated explain how to design the smart house system, including system functions and characteristics. The Centralized control side simulation on a personal puter, which forms C/S structure of the remote control side, including Windows and Linux side, and they municate each other with connectionoriented and encrypted Socket. Within the home work to build a strong work nodes which are based on the SoC of the CC2530 , coordinator for the core node, the bination of terminal nodes of other devices within the home work information acquisition and transmission, appliance control, and temperature, humidity, intrusion and other security information collection. At the same time the design is convenient, easytouse software interface, we can use at home easily and also access remote control of work equipments. The experiments show that: Using the remote control system or centralized control system can control home appliances and collect security warning information easily. The system has a certain stability and scalability, which can achieve the desired goal. Keywords: ZigBee Smart home internal home work multiple control南昌航空大學(xué) 軟件學(xué)院東軟班學(xué)士學(xué)位論文 目錄 I 目 錄 第一章 緒論 ........................................................... 1 研究背景及意義 .................................................. 1 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì) ........................................ 2 國(guó)外研究發(fā)展概況 ......................................... 2 國(guó)內(nèi)研究發(fā)展概況 ......................................... 2 智能家居發(fā)展趨勢(shì) ......................................... 3 研究?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu) .............................................. 4 本章小結(jié) ........................................................ 5 第二章 無(wú)線通信與 ZigBee 技術(shù) ....................................... 6 無(wú)線通信概述 .................................................... 6 ZigBee 技術(shù)簡(jiǎn)介 ................................................. 6 ZigBee 技術(shù)