【正文】 途十分類似，最大的不同在于傳輸媒介的不同，利用無線電技術(shù)取代網(wǎng)線，可以和有線網(wǎng)絡(luò)互為備份 [6]。 智能家居控制器可以為系統(tǒng)提供智能控制方案，使住戶的控制更便捷，更高 效，更能為家庭的日?；顒?dòng)節(jié)約不必要的能耗。信息服務(wù)內(nèi)容包括：健康、烹飪、交通信息、生活常識、嬰幼兒哺育、兒童教育、日常購物、社區(qū)信息、家居控制專家等等，智能家居已不僅僅是面向控制的系統(tǒng)而是信息服務(wù)與控制有機(jī)結(jié)合的系統(tǒng)。 控制軟件可編程（ DIY），提供信息服務(wù) 此系統(tǒng)方便用戶改變控制邏輯、控制方式、操作界面，用戶的控制邏輯、操作界面可以自定義、可以 DIY。同時(shí)，可以記錄各子系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)、為系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化、自學(xué)習(xí)提供依據(jù)。根據(jù)客戶及市場的變化不斷增加各種總線、系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)軟件和硬件接口，豐富多樣的通訊、控制接口，為子系統(tǒng)的多樣選擇提供的基礎(chǔ)保障， 6 智能家居有了最大限度包容性，用戶有了更大的選擇余地。同時(shí)，它還具有網(wǎng)關(guān)的功能，通過交互平臺(tái)，能與廣域網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程管理。個(gè)子系統(tǒng)在交互平臺(tái)管理下運(yùn)行，平臺(tái)能采集各子系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。智能家居交互平臺(tái)是一個(gè)具有交互能力平臺(tái)，并且通過平臺(tái)能夠把各種不同的系統(tǒng)、協(xié)議、信息、內(nèi)容、控制在不同的子系統(tǒng)中進(jìn)行交互、交換 [4]。但較之于歐美發(fā)達(dá)國家，我國的我國智能家居系統(tǒng)起步稍晚，所以目前市場主流的產(chǎn)品（系統(tǒng)）還無法很好地解決產(chǎn)品本身與市場需求的矛盾，使得智能家居市場的僵冰還沒有被完全打破，所以很大程度上阻礙了智能家居產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 智能家居系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展新趨勢 隨著智能家居的迅猛發(fā)展，越來越多的家居開始引進(jìn)智能化系統(tǒng)和設(shè)備。這種技術(shù)低功耗、抗干擾、高可靠、易組網(wǎng)、易擴(kuò)容，易使用，易維護(hù)、便于快速大規(guī)模部署等特點(diǎn)順應(yīng)了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的要求和趨勢。隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起， ZigBee 又獲得了新的應(yīng)用機(jī)會(huì)。 物聯(lián)傳感技術(shù)是全球第一個(gè)利用物聯(lián)網(wǎng)來控制燈飾及電子電器產(chǎn)品（我們現(xiàn)在 5 通稱為 ZigBee產(chǎn)品），并將其作為智能家居主流產(chǎn)品走向了商業(yè)化。 1979 年，美國的斯坦福研究所提出了將家電及電氣設(shè)備的控制線集成在一起的家庭總線（ HOMEBUS），并成立了相應(yīng)的研究會(huì)進(jìn)行研究， 1983 年美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)組織專門機(jī)構(gòu)開始制定家庭電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并于 1988 年編制了第一個(gè)適用于家庭住宅的電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，即：《家庭自動(dòng)化系統(tǒng)與通訊標(biāo)準(zhǔn)》，也有稱之為家庭總線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) (HBS， Home Bus System)。80 年代末，由于通信與信息技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了對住宅中各種通信、家電、安保設(shè)備通過總線技術(shù)進(jìn)行監(jiān)視、控制與管理的商用系統(tǒng)，這在美國稱為 Smart Home，也就是現(xiàn)在智能家居的原型。 智能家居系統(tǒng)的起源和發(fā)展 20 世紀(jì) 80 年代初，隨著大量采用電子技術(shù)的家用電器面市，住宅電子化（ HE，Home Electronics）出現(xiàn)。 家居布線系統(tǒng) 對于一個(gè)智能住宅需要有一個(gè)能 支持語音、數(shù)據(jù)、多媒體、家庭自動(dòng)化、保安等多種應(yīng)用的布線系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)也就是智能化住宅布線系統(tǒng)。其中，智能家居（中央）控制管理系統(tǒng)、家居照明控制系統(tǒng)、家庭安防系統(tǒng)是必備系統(tǒng)，家 4 居布線系統(tǒng)、家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、背景音樂系統(tǒng)、家庭影院與多媒體系統(tǒng)、家庭環(huán)境控制系統(tǒng)為可選系統(tǒng)。智能家居將讓用戶有更方便的手段來管理家庭設(shè)備，比如，通過家觸摸屏、無線遙控器、電話、互聯(lián)網(wǎng)或者語音識別控制家用設(shè)備，更可以執(zhí)行場景操作，使多個(gè)設(shè)備形成聯(lián)動(dòng)；另一方面，智能家居內(nèi)的各種設(shè)備相互間可以通訊，不需要用戶指揮也能根據(jù)不同的狀態(tài)互動(dòng)運(yùn)行，從而給用戶帶來最大程度的高效、便利、舒適與安全。音視頻技術(shù)是實(shí)現(xiàn)家庭環(huán)境舒適性、藝術(shù)性的重要技術(shù)，體現(xiàn)在音視頻集中分配、背景音樂、家庭影院等方面，已 經(jīng)引起了許多國家學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視 ，被認(rèn)為是對 21 世界產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一 [2]。安全防范技術(shù)是智能家居系統(tǒng)中必不可少的技術(shù)，在小區(qū)及戶內(nèi)可視對講、家庭監(jiān)控、家庭防盜報(bào)警、與家庭有關(guān)的小區(qū)一卡通等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。 智能家居是一個(gè)居住環(huán)境，是以住宅為平臺(tái)安裝有智能家居系統(tǒng)的居住環(huán)境，實(shí)施智能家居系統(tǒng)的過程就稱為智能家居集成。 以及設(shè)計(jì)微處理器控制模塊，通信模塊、檢測模塊等硬件。利用 CC2430 的 ZigBee模塊與各種傳感器設(shè)計(jì)了一種低成本、高靈活性、通用的 ZigBee 無線智能家居網(wǎng)絡(luò)控制，并最后完成了實(shí)現(xiàn)。因此，智能家居系統(tǒng)逐漸成為一個(gè)新興的研究領(lǐng)域。 1 Hefei University 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） B A C HE L OR D I SSE RTAT I ON 論文題目： 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （硬件部分） 學(xué)位類別： 工 學(xué) 學(xué) 士 學(xué)科專業(yè)： 電 氣 自 動(dòng) 化 2 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（硬件部分） 中文摘要 隨著電子信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)家庭信息化、網(wǎng)絡(luò)化是當(dāng) 今智能家居系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢。智能家居系統(tǒng)能夠?yàn)槿祟愄峁└虞p松、有序、高效的現(xiàn)代化生活方式，是未來居住模式的必然發(fā)展趨勢。 本文針對智能家居網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)通過對智能家居網(wǎng)絡(luò)分析、對比和研究，采用星狀網(wǎng)絡(luò)組建智能家居網(wǎng)絡(luò)，對智能家居網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 主要內(nèi)容如下：采用 Zigbee 技術(shù)，構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信機(jī)理。 關(guān)鍵詞： ZigBee；智能家居；無線網(wǎng)絡(luò)； CC2430 Design of smart home system based on wireless sensor work(hardware) Abstract With the development of electronic information technology and puter work technology， there is the new trend of the development of smart home system to realize the home informatization， and working． Smart home system can provide more relaxed， orderly， efficient modern way of life， is the inevitable trend of the development of future residential pattern． Therefore， smart home system has gradually bee a new research field． Pointing to these features of smart home system， in these paper， a method of adopting star work to establish smart home intra by analyzing， paring，researching the smart home work is given． The smart home wort is designed and realized， and a kind of lowcost， highflexibility， conventional wireless intelligent wort controller is acplished by using CC2430 ZigBee module and other sensors． As follows： build wireless sensor works based on Zigbee technology， research munication mechanism for wireless sensor works. And hardware design of microprocessor control module, munication module, detection module， and so on. KEY WORD： ZigBee； smart home； wireless work； CC2430 3 目 錄 第一章 前言 智能家居簡介 智能家 居是以住宅為平臺(tái)，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、智能家居 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境 [1]。由于智能家居采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議的不同，大多數(shù)智能家居系統(tǒng)都采用綜合布線方式，但少數(shù)系統(tǒng)可能并不采用綜合布線技術(shù)，不論哪一種情況，都一定有對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò) 通信技術(shù)來完成所需的信號傳輸任務(wù)，因此網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是智能家居集成中關(guān)鍵的技術(shù)之一。自動(dòng)控制技術(shù)是智能家居系統(tǒng)中必不可少的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在智能家居控制中心、家居設(shè)備自動(dòng)控制模塊中，對于家庭能源的科學(xué)管理、家庭設(shè)備的日程管理都有十分重要的作用。 通俗地說，它是融合了自動(dòng)化控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體的網(wǎng)絡(luò)化智能化的家居控制系統(tǒng)。 智能家居系統(tǒng)組成 智能家居系統(tǒng)包含的主要子系統(tǒng)有：家居布 線系統(tǒng)、家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智能家居（中央）控制管理系統(tǒng)、家居照明控制系統(tǒng)、家庭安防系統(tǒng)、背景音樂系統(tǒng)（如 TVC平板音響）、家庭影院與、多媒體系統(tǒng)、家庭環(huán)境控制系統(tǒng)等八大系統(tǒng)。在智能家居環(huán)境的認(rèn)定上，只有完整地安裝了所有的必備系統(tǒng)，并且至少選裝了一種及以上的可選系統(tǒng)的智能家居才能稱為智能家居 [3]。 家庭安防系統(tǒng) 家庭安防系統(tǒng)包括如下幾個(gè)方面的內(nèi)容：門磁開關(guān)、緊急求助、煙霧檢測報(bào)警、燃?xì)庑孤秷?bào)警、碎玻探測報(bào)警、紅外微波探測報(bào)警等。 80 年代中期，將家用電器、通信設(shè)備與安保防災(zāi)設(shè)備各自獨(dú)立的功能綜合為 一體后，形成了住宅自動(dòng)化概念（ HA， Home Automation ）。智能家居概念的起源甚早，但一直未有具體的建筑案例出現(xiàn)，直到 1984 年美國聯(lián)合科技公司（ United Techno1ogies Building System）將建筑設(shè)備信息化、整合化概念應(yīng)用于美國康乃迪克州（ Conicut)哈特佛市（ Hartford）的 CityPlaceBuilding 時(shí)，才出現(xiàn)了首棟的“智 能型建筑” ,從此也揭開了全世界爭相建造智能家居的序幕。在其制定的設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)中，智能住宅的電氣設(shè)計(jì)要求必須滿足以下三個(gè)條件，即： 具有家庭總線系 統(tǒng)； 通過家庭總線系統(tǒng)提供各種服務(wù)功能； 能和住宅以外的外部世界相連接。 ZigBee 最初預(yù)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括消費(fèi)電子、能源管理、衛(wèi)生保健、家庭自動(dòng)化、建筑自動(dòng)化和工業(yè)自動(dòng)化。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)邊緣應(yīng)用最多的就是傳感器或控制單元，這些是構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的最基礎(chǔ)最核心最廣泛的單元細(xì)胞，而 ZigBee 能夠在數(shù)千個(gè)微小的傳 感傳動(dòng)單元之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信，并且這些單元只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，所以它的通信效率非常高。目前來看，物聯(lián)網(wǎng)和 ZigBee 技術(shù)在智能家居、工業(yè)監(jiān)測和健康保健等方面的應(yīng)用有很大的融合性。智能化系統(tǒng)涵蓋的內(nèi)容也從單純的方式向多種方式相結(jié)合 的方向發(fā)展。在此情形之下，從產(chǎn)品（系統(tǒng)）的技術(shù)角度上看什么才是解決這個(gè)難題的方法？據(jù)市場調(diào)研顯示，只有智能家居交互平臺(tái)才是最好的手段之一。它具有如下特點(diǎn)： 每個(gè)子系統(tǒng)都 可以脫離交互平臺(tái)獨(dú)立運(yùn)行 智能家居交互平臺(tái)中