基于ZigBee的无线智能家居系统的设计与实现
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摘要
随着现代科学技术的发展和人民生活水平的提高,居民对住宅的功能、质量提出了更高的要求,智能家居以其安全舒适、信息通畅、服务完善而深受住户的喜爱,成为现代化住宅的发展趋势。因此研究并开发出适合人们要求的智能化产品具有很重要的意义。
     低功耗、低成本、易于组网和维护的家居智能化系统的研究与开发,是一项有关自动控制、计算机、通信等多学科交叉研究的课题。蓝牙、WLAN技术,由于协议复杂、成本高、耗电等,在智能家居领域中的推广应用遇到较大的困难。ZigBee是一个最近新出现的无线通信技术,在家用系统控制、楼宇自动化、工业监控领域具有广阔的市场空间。
     本文对ZigBee标准进行了深入的研究,并采用PIC18LF4620单片机和2.4G射频收发模块CC2420自行搭建了一个符合ZigBee标准的硬件网络平台,通过与Microchip ZigBee协议栈的接口实现了ZigBee的网络建立,节点加入,终端设备绑定等网络功能。在此平台的基础上,设计并实现了无线智能家居系统,系统的主要功能包括外部远程控制、自动安全报警,家居内部ZigBee无线控制,温度数据采集,人机接口等。其中远程控制和自动报警部分是通过电话网络来实现的。最后,对系统的各种功能进行了测试。
     测验结果表明,采用该方案设计的智能家居产品功能强大,运行稳定,性价比高,开发周期短,维护方便,通用性和可扩展性好,有较高的推广应用价值。
With the development of modern science and the raising of people's living standard, residents put forward the higher demand on the house' function and quality.Smart home are popular because of their safety, comfort, expedite information and perfect service. In consequence, they are likely to stand for the trend of modern housing. So it's very important to study and develop intelligence products which can meet the request of people.
     The research of smart home of low power consumption, low cost, easy group network, is a multi-disciplinary to cross subjects for research which are relevant to automation, computer, communication, etc. It is now widely recognized that standards such as Bluetooth and WLAN are not suited for low power applications, which is due to these standards' high node costs as well as complex and high power RF-ICs and protocols. ZigBee is a new global standard for wireless connectivity, having wide foreground of products within home control, building automation and industrial control and monitoring.
     In this thesis, a standard ZigBee network platform is constructed using PIC18LF4620 MCU and RF transceiver CC2420. Interfacing with the Stack for the ZigBee Protocol,some ZigBee network function are demonstrated such as forming a network、joining a network、end device binding etc. On the basis of this platform, we introduce a wireless smart home system based on ZigBee technology. The system’s main function include remote control、automatic safety alarming、Man-Machine Interface etc. The function of remote control is design on the PSTN. At last we test the whole system’s functions.
     The results of experiment show that the smart home system as this paper introduced has strong functions and low price, short development period, convenient maintenance and higher application value.
引文
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