致谢 29

1 绪论

    随着计算机技术、信息技术、无线网络技术的普及和发展以及生活水平的不断提高，人们越来越重视家居的舒适度，盼望在未来日常家居生活中可以享受到更加智能化和人性化的服务。随着各相关技术越来越趋于成熟以及市场需求的不断增加，智能家居[1]成为目前研究的热点项目便也在情理之中。本课题设计了基于ZigBee的智能家居无线传感网的一个实例。

    随着ZigBee技术的加速发展，智能家居将走进越来越多的人的生活。ZigBee技术是一种短距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术，底层技术基于IEEE802。15。4协议，主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输。ZigBee无线网络一般包含3种设备：协调器、路由器、终端设备。ZigBee网络分为星型、树型和网状三种网络结构[2]。本课题是智能家居控制系统的子课题，本课题设计了一个ZigBee传感网络，用于短距离的信息传输。研究意义在于通过对家电设备的无线组网，可以使家电设备安装更加方便，使家居生活更加舒服、简单。论文网

2 系统方案

2。1 主要功能

本课题的智能家居是一个基于ZigBee的无线传感网络。主要功能有温度采集、实时监测温度以及超温继电器报警等。

温度采集的范围较广，能够满足各种温度环境下的需求，如室内温度的采集、夏季马路温度的采集等。

实时监测温度是通过电脑上的串口调试助手每五秒就可以接收到一次温度信息，让实验者直观的监测所处环境的温度以及温度变化的趋势。

超温继电器报警功能是当实验者所处的环境温度超过事先设置好的临界温度时，继电器开关指示灯点亮提醒实验者温度过高。

2。2 系统模块

根据设计方案，本课题将整个系统划分为三个模块，如图2-1所示。

图2-1  系统模块图

2。3 模块功能详细描述

1。温度传感器模块：

模块功能 描述

温度传感器采集温度 通过DS18B20温度传感器，能采集当前温度

2。无线信息传输模块：

模块功能 描述

点播通信传输信息 将终端设备采集到的温度信息发送到协调器

3。继电器模块：

模块功能 描述

继电器报警功能 采集温度超过预设温度时，继电器开关指示灯点亮

3 ZigBee技术

3。1 无线技术比较

随着人们对生活质量的要求日益提高，有线组网技术因其布线复杂，成本高昂等缺点，已经渐渐不再适应人们的需求。因此，使用短距离无线组网技术组建家庭网络成为新的研究热点，智能家居系统的发展迎合了所有人的需求。下面介绍无线组网技术的特点：文献综述

1。无线组网技术灵活性大，按照需求的网络拓扑结构的不同，不用变更系统的硬件设施，只变更应用软件即可。

2。无线网络的网络节点多，能够按照用户不同的需求随意的添加或去除网络节点，且网络中其他设备的运行不受节点的增减影响。

3。无线网络的网络节点成本低，相比有线网络，不仅节省了材料成本，更大大节省了网络布线的成本。

本课题采用短距离无线组网技术来组建网络，图3-1逐一分析比较Wi-Fi、蓝牙（Bluetooth）和 ZigBee，最终选择了最合适的ZigBee技术作为智能家居无线传感网的通讯技术[3]。