基于Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著人們生活節(jié)奏的不斷加快和生活質(zhì)量的日益改善，信息化建設(shè)的需求在各行各業(yè)都得到廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代科技的發(fā)展驅(qū)使人們尋求更加簡便更加快捷的生活方式，即使你是住在最偏遠(yuǎn)的城市，你也會感受到這種速度,使得家居系統(tǒng)的智能化成為一種消費(fèi)需求，智能家居系統(tǒng)越來越被重視。因此，對家庭中使用的電器、照明、警報(bào)系統(tǒng)、窗簾、門窗進(jìn)行智能控制，甚至透過手機(jī)或電腦，可以在下班后預(yù)先設(shè)置家中的空調(diào)，下班途中預(yù)先將微波爐內(nèi)的食物先進(jìn)行烹煮，甚至透過與網(wǎng)際網(wǎng)路的結(jié)合

2、，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制和管理，已經(jīng)成為近年來一個(gè)熱門研究課題。
　　本文結(jié)合智能家居控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，深入地對ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)做了全面的研究分析，介紹了ZigBee網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)的相關(guān)概念，研究了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)、端點(diǎn)綁定及數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，提出了以ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為家庭控制子網(wǎng)，以嵌入式Web服務(wù)器作為家庭網(wǎng)關(guān)和家居控制中心的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)。文章詳細(xì)介紹系統(tǒng)的功能、總體設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)方案中對拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、硬件組成

3、以及軟件協(xié)議的實(shí)現(xiàn)等進(jìn)行了分析和探討。根據(jù)智能家居系統(tǒng)的功能要求，系統(tǒng)由一個(gè)主控制器和多個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組成,它們之間通過無線模塊進(jìn)行通信。利用ATMEL公司的AT86RF230無線射頻芯片和微控制器ATMEGA1281設(shè)計(jì)Zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)類似于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站，能夠支持無限擴(kuò)展。利用DYP-ME003傳感器設(shè)計(jì)熱釋紅外功能子節(jié)點(diǎn)、利用離子型煙霧檢測報(bào)警芯片MC14468設(shè)計(jì)煙霧檢測子節(jié)點(diǎn)、利用智能傳感器SH

4、T10設(shè)計(jì)的溫濕度檢測功能接口電路。Zigbee擴(kuò)展模塊在家庭網(wǎng)關(guān)中作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，可以是通信的起點(diǎn)或終點(diǎn)，負(fù)責(zé)各子傳感器節(jié)點(diǎn)的通信管理、動(dòng)態(tài)組網(wǎng)與數(shù)據(jù)傳輸，然后通過串口實(shí)現(xiàn)與Web服務(wù)器的信息交互。本文接著設(shè)計(jì)了Zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)程序及終端傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集程序，并針對信息交互要求設(shè)計(jì)了串口通信協(xié)議，通過串口調(diào)試助手進(jìn)行試驗(yàn)，進(jìn)行協(xié)調(diào)器和路由器加網(wǎng)通信試驗(yàn)。定義了Zigbee網(wǎng)絡(luò)和嵌入式Web服務(wù)器之間通信的數(shù)據(jù)格式，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程發(fā)

5、送命令的功能。文章最后利用ARMLinux嵌入式平臺成功移植Boa服務(wù)器，介紹了基于ARM9的嵌入式Web服務(wù)器Boa的軟、硬件設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)，其中硬件部分的核心是三星的S3C2410X為處理器。結(jié)合CGI技術(shù)編寫CGI接口程序，最后成果形式為可以遠(yuǎn)程訪問的WebServer嵌入式服務(wù)器。Boa是一款單任務(wù)的HTTP服務(wù)器。與其他傳統(tǒng)的Web服務(wù)器不同的是當(dāng)有連接請求到來時(shí),它并不為每個(gè)連接單獨(dú)創(chuàng)建進(jìn)程,也不通過復(fù)制自身進(jìn)程來處理多鏈接。

6、而是通過建立HTTP請求列表來處理多路HTTP連接請求。同時(shí)它只為CGI程序創(chuàng)建新的進(jìn)程，這樣就在最大程度上節(jié)省了系統(tǒng)資源。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的過程中，在保證完成功能的前提下，遵循簡單合理、節(jié)省芯片I/O資源和抗干擾性的原則，盡量的降低開發(fā)成本。
　　本文設(shè)計(jì)的基于ZigBee技術(shù)的家居智能控制系統(tǒng)完全由自己開發(fā)，具有可擴(kuò)展性和個(gè)性化，控制方便，更加貼近用戶需求等特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)家居設(shè)備的智能遠(yuǎn)程控制。經(jīng)過與其他部分聯(lián)合調(diào)試和進(jìn)一步優(yōu)化