zigbee的智能家居系统的设计(附件)
随着时代的进步科技的发展，人民物质生活水平显著提高，追求更加舒适方便的居住环境成了现代化住宅的发展趋势。文章设计并完成了基于ZigBee的智能家居系统，硬件部分采用内核为8051单片机的CC2530无线芯片作为传感器节点。信号传递时，ZigBee信号首先要得到协调器和终端的相互识别，然后终端上的温湿度传感器，烟雾传感器和红外避障传感器负责采集温湿度、气体浓度以及是否有障碍物等数据，将信息整合到ZigBee模块，通过ZigBee技术传到协调器，协调器再将接收到的数据整合显示在液晶显示屏上。该系统可以让主人及时了解到家里的情况，它廉价且组网方便，而且操作起来也很简单，非常适合在家庭里面使用。关键词 智能家居,ZigBee,CC2530
目录
1 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 国内外相关技术发展现状 1
1.3 智能家居研究项目和意义 2
2 无线智能家居设计方案 2
2.1 家居自动化产品的设计原则 2
2.2 家用无线通讯技术的比较与选择 3
2.3 ZigBee技术简介 4
3 系统硬件设计 6
3.1 系统整体设计要求 6
3.2 系统硬件结构设计 6
3.3 本课题智能家居系统组成 7
3.4 ZigBee无线芯片的选择 8
3.5 ZigBee网络协调器硬件电路 10
3.6传感器模块硬件电路 13
4 系统软件设计 16
4.1 协调器软件设计 16
4.2 终端软件设计 19
5 系统调试与展示 21
5.1 打开连接设备 21
5.2 测试温湿度传感器 22
5.3 测试烟雾浓度传感器 23
5.4 测试红外避障传感器 23
结论 24
致谢 25
参考文献 26
附录A 本课题所有电路图 27
附录B 代码 28
协调器部分 28
终端部分 33
1 绪论
1.1 课题背景 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
如今社会，竞争越来越激烈，工作节奏越来越快，伴随着压力也越来越大。白天，人们在工作中付出了相当多的精力，下班回到家，做家务就显得力不从心，但是，一个条理舒适的家务对一个家庭而言非常重要，因此，整个社会对智能家居的需求越来越大，希望通过机器来解放人们的空闲时间，这样既快捷又高效又方便，同时机器还能为人们提供室内例如温度、湿度、煤气泄露，非法闯入等各种数据，让人们能够更加直观的了解到自己的居住环境，以进行快速的调整[1]。健康舒适的同时，增强了住户的安全感，使人们能够在工作时全身心的投入，下班回家轻松愉悦，从而达到了智能家居方便住户，解放空闲时间的目的[1]。
现如今，人类的工作压力越来越大，智能家居的开发与建设也越来越热门，这必将是21世纪发展的重大趋势。科学技术的普及，极大推动了智能家居建设的进程。智能家居具有独特的魅力，它个性，方便，安全，高效，对于解放人类空闲时间，提高人类的生活质量，创造舒适的生活环境具有重要的意义。
在目前很多智能化设施中使用的无线通信技术里，蓝牙技术，WiFi技术和红外技术是主流，由于蓝牙技术传输距离近，红外传输不可以穿越障碍物，wifi的局限性所以都不适合作为智能家居的组网技术[2]。现如今，随着zigbee技术的兴起与不断完善，加其造价低，功耗低，传输质量高的优点，ZigBee技术必将成为智能家居组网技术的主流。
1.2 国内外相关技术发展现状
1.2.1 国外智能家居的发展现状
早在上世纪70年代，智能化家居已经出现在小说动画里，当时人类已经有了这种构想，希望通过机器来减轻人类的负担，解放人类的空闲时间来获得更舒适的生活。随着社会的进步，很多智能化的东西渐渐的出现在人们的生活中，但是仅仅靠简单零散的一些自动化技术远远不能满足人类生活工作的要求。上世纪八十年代美国联合科技公司将建筑设备的信息化、整合化应用于一栋新型建筑，这栋智能化建筑出现，引起了全世界的轰动，它是全世界第一栋真正意义上的“智能型建筑”。随后，世界上美国，日本，澳大利亚等各个比较发达的国家先后提出建设智能家居的方案[3]。
由于各个国家的科技经济等水平不一样，各个国家对智能家居的理念想法也不一样，发展的侧重点自然而然也不一样。美国作为世界的经济科技霸主，它们讲究的是方便，舒适，为了达成目的，不惜破坏环境，与如今智能家居方便节能环保的理念背道而驰，不值得提倡。在日本，它们的理念是注重以人为本，在不浪费资源部损害环境节能环保前提下，让机器以最简便快捷方式服务于人类。而德国，注重的是机器的功能是否强大，工作是否严谨[4]。
1.2.2 国内智能家居的发展现状
我国由于上世纪经济不景气，科学技术相比于国外来说发展比较慢，智能家居起步晚，直到九十年代，我国才有企业尝试着开始向智能家居的这个方向发展，一些更加方便好用的家电产品也随之出现，在这方面，我国没有统一的规定，各个生产厂商的技术水平层次不齐，很难发明一套完善的智能家居体系。不过最近几年，随着世界加快了信息化时代的进程，无论是传统的电器生产厂商还是新兴的互联网企业，都对智能家居领域有了高度重视，比如百度利用自己的网络技术与硬件生产厂商合作，快速切入市场，打出了“小度family”智能家居体系。小米公司的运动手环、电视机、摄像头、扫地机器人甚至衣服等众多产品组成了小米智能生态链，在一定程度上已经实现了智能家居落地入户，给用户家庭带来了全新的智能体验[5]。另此外其它公司也还有很多产品，比如美的的“MSmart”，海尔的“Uhome”等。目前，我国在智能家居领域发展的非常迅速，随着技术的发展，更加方便亲民的智能家居产品肯定会越来越多。
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1 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 国内外相关技术发展现状 1
1.3 智能家居研究项目和意义 2
2 无线智能家居设计方案 2
2.1 家居自动化产品的设计原则 2
2.2 家用无线通讯技术的比较与选择 3
2.3 ZigBee技术简介 4
3 系统硬件设计 6
3.1 系统整体设计要求 6
3.2 系统硬件结构设计 6
3.3 本课题智能家居系统组成 7
3.4 ZigBee无线芯片的选择 8
3.5 ZigBee网络协调器硬件电路 10
3.6传感器模块硬件电路 13
4 系统软件设计 16
4.1 协调器软件设计 16
4.2 终端软件设计 19
5 系统调试与展示 21
5.1 打开连接设备 21
5.2 测试温湿度传感器 22
5.3 测试烟雾浓度传感器 23
5.4 测试红外避障传感器 23
结论 24
致谢 25
参考文献 26
附录A 本课题所有电路图 27
附录B 代码 28
协调器部分 28
终端部分 33
1 绪论
1.1 课题背景 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
如今社会，竞争越来越激烈，工作节奏越来越快，伴随着压力也越来越大。白天，人们在工作中付出了相当多的精力，下班回到家，做家务就显得力不从心，但是，一个条理舒适的家务对一个家庭而言非常重要，因此，整个社会对智能家居的需求越来越大，希望通过机器来解放人们的空闲时间，这样既快捷又高效又方便，同时机器还能为人们提供室内例如温度、湿度、煤气泄露，非法闯入等各种数据，让人们能够更加直观的了解到自己的居住环境，以进行快速的调整[1]。健康舒适的同时，增强了住户的安全感，使人们能够在工作时全身心的投入，下班回家轻松愉悦，从而达到了智能家居方便住户，解放空闲时间的目的[1]。
现如今，人类的工作压力越来越大，智能家居的开发与建设也越来越热门，这必将是21世纪发展的重大趋势。科学技术的普及，极大推动了智能家居建设的进程。智能家居具有独特的魅力，它个性，方便，安全，高效，对于解放人类空闲时间，提高人类的生活质量，创造舒适的生活环境具有重要的意义。
在目前很多智能化设施中使用的无线通信技术里，蓝牙技术，WiFi技术和红外技术是主流，由于蓝牙技术传输距离近，红外传输不可以穿越障碍物，wifi的局限性所以都不适合作为智能家居的组网技术[2]。现如今，随着zigbee技术的兴起与不断完善，加其造价低，功耗低，传输质量高的优点，ZigBee技术必将成为智能家居组网技术的主流。
1.2 国内外相关技术发展现状
1.2.1 国外智能家居的发展现状
早在上世纪70年代，智能化家居已经出现在小说动画里，当时人类已经有了这种构想，希望通过机器来减轻人类的负担，解放人类的空闲时间来获得更舒适的生活。随着社会的进步，很多智能化的东西渐渐的出现在人们的生活中，但是仅仅靠简单零散的一些自动化技术远远不能满足人类生活工作的要求。上世纪八十年代美国联合科技公司将建筑设备的信息化、整合化应用于一栋新型建筑，这栋智能化建筑出现，引起了全世界的轰动，它是全世界第一栋真正意义上的“智能型建筑”。随后，世界上美国，日本，澳大利亚等各个比较发达的国家先后提出建设智能家居的方案[3]。
由于各个国家的科技经济等水平不一样，各个国家对智能家居的理念想法也不一样，发展的侧重点自然而然也不一样。美国作为世界的经济科技霸主，它们讲究的是方便，舒适，为了达成目的，不惜破坏环境，与如今智能家居方便节能环保的理念背道而驰，不值得提倡。在日本，它们的理念是注重以人为本，在不浪费资源部损害环境节能环保前提下，让机器以最简便快捷方式服务于人类。而德国，注重的是机器的功能是否强大，工作是否严谨[4]。
1.2.2 国内智能家居的发展现状
我国由于上世纪经济不景气，科学技术相比于国外来说发展比较慢，智能家居起步晚，直到九十年代，我国才有企业尝试着开始向智能家居的这个方向发展，一些更加方便好用的家电产品也随之出现，在这方面，我国没有统一的规定，各个生产厂商的技术水平层次不齐，很难发明一套完善的智能家居体系。不过最近几年，随着世界加快了信息化时代的进程，无论是传统的电器生产厂商还是新兴的互联网企业，都对智能家居领域有了高度重视，比如百度利用自己的网络技术与硬件生产厂商合作，快速切入市场，打出了“小度family”智能家居体系。小米公司的运动手环、电视机、摄像头、扫地机器人甚至衣服等众多产品组成了小米智能生态链，在一定程度上已经实现了智能家居落地入户，给用户家庭带来了全新的智能体验[5]。另此外其它公司也还有很多产品，比如美的的“MSmart”，海尔的“Uhome”等。目前，我国在智能家居领域发展的非常迅速，随着技术的发展，更加方便亲民的智能家居产品肯定会越来越多。
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