随着无线通信技术的迅猛发展,继蓝牙、Wi-Fi之后,ZigBee作为一种新兴的短距离、低速率无线个域网技术,被广泛地应用于工业、医疗、环境监测、智能建筑、数字家庭等领域。这些领域数据传输量不大,需要较低的成本,或是地形复杂,监测点多,不宜布线。本文利用ZigBee技术设计了无线窗控系统,实现了对窗控节点的无线控制与监测。本文研究的主要内容如下:1.分析了ZigBee网络技术与IEEE802.15.4标准;比较了三种常用的近距离无线网络技术(蓝牙、Wi-Fi、ZigBee);研究了ZigBee的三种网络拓扑结构(星状、网状、树状)、ZigBee协议体系结构、组网技术及网络地址分配的算法。2.无线窗控系统终端节点硬件电路的设计与制作。针对无线窗控系统需要实现的功能,基于CC2530芯片对无线窗控系统终端节点的硬件电路进行了设计与制作。终端节点主要分为两个模块,分别是电源模块和驱动模块。电源模块包括开关电源电路和降压电路两部分。开关电源采用反激式电路,主要用于给电机供电;降压电路主要用于输出5V和3.3V电压。驱动模块用于控制电机,改变电机正转与反转的工作模式即窗户打开与关闭。本文详细计算了驱动模块和电源模块中相关电路的参数,并完成PCB电路板的制作。3.ZigBee无线窗控系统软件设计。根据Z-Stack协议栈及系统功能要求,设计了无线窗控系统组网及数据传输的流程图。在此基础上,利用IAR软件环境,编程实现了PC机、协调器、终端节点之间无线数据传输。窗控节点将采集的接近开关状态发送到协调器中,协调器将收到的数据发送到PC机;PC机发出命令,由协调器转发到终端节点,改变电机的工作模式。4.组建与测试基于ZigBee网络的无线窗控系统。利用多个制作的窗控节点作为终端节点,液晶开发板作为协调器和路由器,建立星形和树形的网络拓扑结构。基于串口助手和无线窗控系统软件,对星形和树形的无线窗控系统进行功能测试。基于无线窗控系统软件,可以监控接近开关的状态,判断窗户打开或关闭;也可以发送控制命令到窗控节点中,控制电机正转与反转,打开或关闭窗户。