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无线网络课程设计.pdf
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专业课课程大作业
课程名称: 无线网络技术导论
设计题目:基于 zigbee 网络智能家居系统
院 系: 电子信息与电气工程学院
学生姓名: XXX
学 号:
专业班级: 通信工程
指导教师: XXX
2012 年 11 月 26 日
基于 ZigBee 网络智能家居系统
摘要 随着无线网络技术的发展,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舒适、智能、环保、高效的现代生活方
式,是未来居住模式的必然发展趋势。而 WSN 中的 ZigBee 技术弥补了低成本、低
功耗和低速率无线通信市场的空缺。
本文在概述了智能家居系统和 ZigBee 的基础上提出一种采用 ZigBee 无线通
信技术的智能家居系统设计方案。本系统利用 TI 公司的具有增强型的 51 内核的
CC2430 芯片,并通过一些外围的设计与传感器的设计,再加上 CC2430 节点模块
与 PC 终端的串口连接由 Delphi 实现的 PC 终端控制软件,可以实现 PC 终端的智
能控制,从而实现了一种低成本、高灵活性、通用的基于 ZigBee 的无线智能家居
系统。
关键词 智能家居;ZigBee;CC2430;WSN
I
目录
1 引言 ............................................................... 1
1.1 智能家居发展概况 ............................................. 1
1.2 WSN 及 ZigBee 技术概述 ........................................ 1
1.2.1 ZigBee 协议框架 ......................................... 2
1.2.2 ZigBee 技术的应用领域 .................................. 2
1.3 CC2430 概述 .................................................. 3
2. 方案设计 ......................................................... 4
方案解决示意图 ................................................... 4
3. 智能家居平台硬件设计 ............................................. 4
3.1 CC2430 核心电路设计 .......................................... 5
3.2 温度传感器硬件设计 ........................................... 5
3.3 报警器电路硬件设计 .......................................... 5
3.4 人体红外感应模块设计 ........................................ 6
3.5 串口通信硬件设计 ............................................ 7
3.6 LED 显示硬件设计 .............................................. 7
4.智能家居平台软件设计 ............................................... 8
4.1ZigBee 协议栈实现 .............................................. 8
4.2 ZigBee 协议编程 .............................................. 8
5. 上位机软件设计 .................................................. 12
5.1 Delphi 概述 ................................................. 12
5.2 上位机软件设计 .............................................. 12
结 论 ............................................................... 13
参考文献 ............................................................ 14
II
无线网络技术导论课程设计
1 引言
1.1 智能家居发展概况
智能家居是利用先进的计算机技术、嵌入式系统和网络通讯技术,将家庭中
的各种设备(如照明系统、安防系统、网络家电)通过家庭网络连接到一起的,
自从美国在1984 真正的智能建筑出现以来, 国外已经有将近30 年的研究历
史,而国内在这方面的研究相对较晚,从 2003 年才逐步应用于高端市场,而且
标准不统一,如海信、海尔、清华大学等大家各自为营。由于智能家居系统具有
安全、方便、高效、快捷、智能化和个性化的独特魅力,使得智能家居的开发与
建设成为21 世纪科技发展的必然趋势。随着全球对能源和环境的要求越来越高,
而智能家居在节能方面的效果优势非常明显,因此具有非常广阔的市场前景。
1.2 WSN 及 ZigBee 技术概述
ZigBee 是一个协议的名称,这一协议的核心基于 IEEE 802.15.4 标准,其
目的是为了适用于低功耗,无线连接的监测和控制系统。ZigBee 和 IEEE802.15.4
标准都适用于低速率数据传输,最大传输速率为 250KBps,与目前其他成熟的无
线技术比较,ZigBee 的缺点在于理论传输距离相对较近,但是对于数据采集和控
制信号的传输来说,首要考虑的是成本、功耗,距离和速率参数则是次要因素。
所以目前 ZigBee 技术的主要应用定位在低速率、复杂网络、低功耗和低成本的应
用。另外,基于 ZigBee 技术可以实现若干个微小的传感器之间实现相互协调的通
信,采用接力的方式通过无线电波信号将数据从一个传感器传到另一个传感器,
这使得网络间通信效率非常高。WSN(无线传感器网络)是当前在国际上备受关注的 ,
1
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