论文部分内容阅读
随着科学技术的发展，特别是计算机技术、通讯技术以及网络技术的快速发展与提高，这些高新技术已经影响到了人们生活中的方方面面。同时随着人民生活水平和知识层次的不断提高，生活环境的安全性、舒适性和便利性越来越受关注，因此就产生了对智能家居系统的需求。 本课题在综合考虑国内外智能家居系统的发展现状和趋势、国内市场需求的情况下，对国内外智能家居系统技术进行研究分析，设计智能家居环境控制系统。采用ARM嵌入式处理器为硬件核心，μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统为软件平台，设计具有家庭网关功能的主控制器，对环境参数调节控制采用手动和自动两种控制方案;选用了近几年逐渐兴起的ZigBee无线通信技术来作为整个智能家居系统的内部网络通信协议;采用ARM处理器与ZigBee芯片CC2530为核心设计低功耗传感器节点。 首先分析了几种无线通信技术优缺点，确立了ZigBee网络作为最理想家庭无线网络组网技术，详细介绍ZigBee标准的技术优势和协议框架，对其主要功能和工作过程进行了详细分析。 其次给出了家庭网关和ZigBee网络设备的硬件总体设计方案，并对各个功能模块进行了分析和硬件设计，给出了原理图，搭建起了网络协调器的硬件平台，该硬件平台是系统的硬件基础，为网络的控制提供了硬件保障。接着设计了智能家居环境控制系统的软件部分，包括了传感器节点和主控制器的软件设计。为了验证所设计的无线传感器网络在节点数目较多的网络环境中面对家居中可能出现增添设备导致节点增加、更改布局导致路由路径被破坏以及移动节点向主控制器发送数据能状况时候的运行情况，使用Matlab7.0/Simulink的TrueTime1.5工具箱根据实际节点的参数，构建出具有20个传感器节点的仿真环境。 最后介绍了客户端软件，然后用客户端软件对整个智能家居控制系统做了测试。经过测试，整个系统操作方便，长时间运行稳定，系统运行状况良好，系统的检测环境参数、自动调节等功能基本能达到预定的设计目标。