| 【中文题名】 | Zigbee无线通信技术在智能家居中的应用研究 |
| 【英文题名】 | The Application Study of Smart Home Based on Zigbee Wireless Communication Technology |
| 【学科专业】 | 测试计量技术及仪器 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-10 |
| 【中关键词】 | 智能家居,Zigbee,簇状网络,网络控制器,CC2420, |
| 【英关键词】 | Smart Home,Zigbee,Cluster network,Coordinator,CC2420, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>无线通信>无线电中继通信、微波通信>> |
| 【论文摘要】 |
随着电子信息技术和计算机网络技术的发展，实现家庭信息化、网络化是当今智能家居系统发展的新趋势。智能家居系统能够为人类提供更加轻松、有序、高效的现代生活方式，是未来居住模式的必然发展趋势。因此，智能家居系统逐渐成为一个新兴的研究领域。
本文在分析了国内外智能家居系统技术现状的基础上，针对智能家居系统存在的布线难、造价高、结构复杂等问题，将Zigbec无线通信技术应用于智能家居中，并提出一种采用Zigbee无线通信技术的智能家居系统设计方案。与传统智能家居系统相比，具有免布线，维护方便，运行费用低，实时在线监控，对家居内部各种数据进行无线采集和传输等特点。
针对智能家居网络特点，本文通过对智能家居网络分析、对比和研究，采用簇状网络组建智能家居内部网，并提出一种自适应智能家居网络协调器选择策略，可克服因意外导致网络瘫痪的弊端；对智能家居网络进行了设计与实现，利用CC2420 Zigbee模块和PIC18F4620单片机设计并实现了一种低成本，高灵活性、通用的Zigbee无线智能家居网络控制器。该控制器同时具有GPRS远程访问接口，用户可以通过GPRS网络远程对家居进行远程监控。
论... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-9 |
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第1章 绪论 |
9-18 |
|
1.1 智能家居系统概述 |
9-11 |
|
1.1.1 智能家居的定义 |
9-11 |
|
1.1.2 国内外智能家居系统发展现状 |
11 |
|
1.2 智能家居网络技术 |
11-16 |
|
1.2.1 家庭有线网络技术 |
12-13 |
|
1.2.2 家庭无线网络技术 |
13-16 |
|
1.3 本文研究的主要内容与现实意义 |
16-17 |
|
1.4 本文的主要创新点 |
17 |
|
1.5 本章小结 |
17-18 |
|
第2章 ZIGBEE技术研究 |
18-29 |
|
2.1 ZIGBEE技术简介 |
18-20 |
|
2.1.1 Zigbee技术的起源 |
18 |
|
2.1.2 Zigbee技术特点 |
18-19 |
|
2.1.3 IEEE802.15.4 |
19-20 |
|
2.1.4 Zigbee技术的体系结构 |
20 |
|
2.2 ZIGBEE物理层协议规范 |
20-22 |
|
2.2.1 物理层架构 |
20-21 |
|
2.2.2 物理层协议数据单元的结构 |
21 |
|
2.2.3 物理层的载波调制 |
21-22 |
|
2.3 ZIGBEE技术 MAC层协议规范 |
22-26 |
|
2.3.1 MAC层结构 |
22-23 |
|
2.3.2 MAC层功能描述 |
23 |
|
2.3.3 MAC层超帧 |
23-24 |
|
2.3.4 MAC层帧结构和分类 |
24-26 |
|
2.4 ZIGBEE网络层 |
26-27 |
|
2.4.1 网络层概况 |
26 |
|
2.4.2 网络层结构 |
26 |
|
2.4.3 网络层帧格式 |
26-27 |
|
2.5 ZIGBEE应用层 |
27-28 |
|
2.6 本章小结 |
28-29 |
|
第3章 ZIGBEE智能家居网络研究 |
29-38 |
|
3.1 系统总体设计方案 |
29-31 |
|
3.1.1 系统组成 |
29-31 |
|
3.1.2 设计原则 |
31 |
|
3.2 ZIGBEE网络组网 |
31-34 |
|
3.2.1 Zigbee网络设备类型 |
31-32 |
|
3.2.2 星型网络形成 |
32-33 |
|
3.2.3 对等网络拓扑结构 |
33-34 |
|
3.3 基于 ZIGBEE的智能家居网络的组建 |
34-37 |
|
3.3.1 家居网络结构 |
35-36 |
|
3.3.2 系统网络协调器选择策略 |
36-37 |
|
3.4 本章小结 |
37-38 |
|
第4章 智能家居网络控制器硬件设计 |
38-47 |
|
4.1 硬件总体设计 |
38 |
|
4.2 硬件处理器部分实现 |
38-41 |
|
4.2.1 晶振电路 |
40 |
|
4.2.2 通信接口电路 |
40-41 |
|
4.3 ZIGBEE无线收发模块电路的实现 |
41-44 |
|
4.3.1 CC2420芯片主要性能特点 |
41 |
|
4.3.2 CC2420内部结构 |
41-43 |
|
4.3.3 CC2420外围电路 |
43 |
|
4.3.4 与微处理器的接口 |
43-44 |
|
4.4 GPRS电路实现 |
44-46 |
|
4.4.1 GPRS介绍 |
44-45 |
|
4.4.2 GPRS电路设计 |
45-46 |
|
4.5 本章小结 |
46-47 |
|
第5章 智能家居网络控制器软件设计实现 |
47-61 |
|
5.1 ZIGBEE协议栈实现 |
47-49 |
|
5.1.1 协议栈结构 |
47-48 |
|
5.1.2 三种设备对应源程序 |
48-49 |
|
5.2 重要的源程序 |
49-52 |
|
5.2.1 应用程序框架 |
49-50 |
|
5.2.2 创建和加入网络 |
50 |
|
5.2.3 接收信息 |
50-51 |
|
5.2.4 发送消息 |
51-52 |
|
5.3 GPRS软件设计 |
52-54 |
|
5.3.1 软件总体设计 |
52 |
|
5.3.2 AT命令 |
52-54 |
|
5.4 上位机软件设计 |
54-59 |
|
5.4.1 Visual Basic的特点 |
54-55 |
|
5.4.2 MSComm通讯控件 |
55-56 |
|
5.4.3 编程与数据接收的实现 |
56-58 |
|
5.4.3 上位机软件实现 |
58-59 |
|
5.5 本章小结 |
59-61 |
|
第6章 工作总结 |
61-63 |
|
6.1 工作总结 |
61-62 |
|
6.2 未来展望 |
62-63 |
|
致谢 |
63-64 |
|
参考文献 |
64-67 |
|
攻读硕士期间发表的学术论文 |
67 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385420 |
