基于ZigBee的智能家居设计打印.docVIP

课程名称:无线网络技术导论 设计题目：基于zigbee技术的物联网智能 家居设计 院 系：电子信息与电气工程学院 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 2012年11月07日 基于ZigBee技术的物联网智能家居设计 摘要 随着WSN（无线传感器网络）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、智能弥补了低成本、低功耗和低速率无线通信市场的空缺 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 ?2．1方案设计简易图 4 2.2方案解决示意图 5 ?? ? ? ?3． 智能家居平台硬件设计 5 3.1 CC2430核心电路设计 5 3.2 温度传感器硬件设计 6 3.3 报警器电路硬件设计 6 3.4 人体红外感应模块设计 7 3.5 串口通信硬件设计 8 3.6 LED显示硬件设计 9 4.智能家居平台软件设计 10 4.1ZigBee协议栈实现 10 4.2 ZigBee协议编程 10 5. 上位机软件设计 14 5.1 Delphi概述 14 5.2 上位机软件设计 15 结 论 17 参考文献 18 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、环境控制、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。 图1: 协议框架结构图 1.2.2 ZigBee技术的应用领域 ZigBee技术的目标就是针对工业，家庭自动化，遥测遥控，汽车自动化、农业自动化和医疗护理等，例如灯光自动化控制，传感器的无线数据采集和监控，油田，电力，矿山和物流管理等应用领域。另外它还可以对局部区域内移动目标例如城市中的车辆进行定位。 1.3 CC2430概述 CC2430 是 公司推出的用来实现嵌入式 ZigBee 应用的片上系统。它支持2.4GHz IEEE 802.15.4/ZigBee 协议。根据芯片内置闪存的不同容量，提供给用户3个版本，即CC2430-F32/64/128，分别对应内置闪存 32/6 4/128 KB。兼容IEEE802.15.4 的RF前端，接收灵敏度高，集成度高，7*7mm QLP48 封装，低功耗（接收 27mA，发送27mA），休眠电流0.5μA @PM2 0.3μA@PM3，可快速唤醒，宽电压工作（2.0V ~ 3.6V），一个加强51内核，8KB RAM（4KB 可以全模式工作），具有DMA功能，自带看门狗，支持硬件调试，支持电源、温度管理，12位ADC，128位AES加密处理，两个全功能串口，21 个 I/O。． 方案?2．1方案设计简易图 作为一个标准的智能家居，需要覆盖多方面的应用。其简单示意图如下图所 如上所示，一个典型的智能家居系统需要包含无线网关以及多种传感器控制设备。 为了解决上述典型的智能家居系统，我们将抽象出如下图所示的网络架构图： ? ?? ? ? ?3． 智能家居平台硬件设计 3.1 CC2430核心电路设计 图3:CC2430模块核心电路 该电路设计包含了CC2430的几个主要工作电路，如时钟电路，复位电路等。 3.2 温度传感器硬件设计 温度传感器采用DALLAS的1-wire温度传感器DS18B20，该温度传感器只需要占用CC2430的一个引脚即可，直接输出数字量，无需A/D进行转化，使用十分方便。尽管CC2430内部有集成的温度传感器，但是其功能主要是测芯片内部的温度，用于对环境温度的测量，偏差过大，不能准确的反应出室内的环境温度，所以不能采用。DS18B20的外围电路的设计十分简单，只占用CC2430的P1.2口即可