基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计与实现

摘要

智能家居是利用网络通信、自动控制、音视频、传感器等技术，通过住宅来集成与家居生活相关的硬件设施，构建家庭日常生活相关的管理系统，提升家居安全性、便捷性、舒适性，从而形成环保节能的居住环境。智能家居利用网络通信技术和物联网技术将家中的各种设备连接到一起，提供家用电器控制、灯光控制、窗帘控制、安防控制、环境监测、暖通控制、红外转发等多种功能和手段。
　　本论文通过采用WIFI通信，ZigBee组网，VPN，红外遥控，传感器自动控制等技术，以控制服务器为中心，以不同的控制模块为节点，构建智能家居通信网络，从而实现对家用电器等各种设备的管控和统一管理。本论文主要内容包括：
　　（1）结合红外遥控技术、ZigBee组网技术、VPN技术、传感器技术和互联网，综合分析目前智能家居系统的优缺点，提出一套即满足用户需求又成本相对较低的智能家居解决方案。
　　（2）了解ZigBee技术，充分运用CC2530强大的组网功能，利用红外学习技术实现红外遥控设备与控制服务器的的对接，利用CC2530芯片实现控制服务器与设备间的数据传输和控制。
　　（3）设计红外学习模块，通过运用基于WEB的WIFI全向型红外学习模块实现红外遥控器的功能学习，将红外遥控功能集中到一起。
　　（4）设计各元器件的电源转换模块。
　　（5）设计温度传感器模块，选用18B20温度传感器，通过实现其与CC2530的连接传输数据至终端，实现对室内温度的检测。设计空气质量检测模块，选用M205空气质量传感器作为末端，通过它检测数据，并通过CC2530传输至控制服务器，使用户及时了解室内空气状况。当室内空气质量降低到一定标准时，设置报警模式。设计煤气检测模块，利用MQ-5煤气传感器的灵敏度，对室内煤气进行检测，当煤气含量超过一定标准，将实时报警通知用户。
　　（6）设计灯光控制模块，通过CC2530的数据输出引脚输出高低电平，驱动继电器，从而控制灯光的亮灭。

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第一章 引言

1.1 课题背景

1.2 课题研究依据及意义

1.3 本课题的研究内容

1.4本论文结构

第二章 相关概念和技术

2.1 CC2530芯片

2.2红外遥控技术

2.3 Zigbee技术

2.4 VPN技术介绍

2.5小结

第三章 系统需求分析与总体设计

3.1 系统需求分析

3.2 系统总体设计

3.3本章小结

第四章 系统详细设计与实现

4.1控制服务器模块

4.2红外学习与遥控模块

4.3电源模块

4.4温度检测模块

4.5空气质量检测模块

4.6煤气检测模块

4.7电灯控制模块

4.8本章小结

第五章 系统测试与运行

5.1红外遥控模块测试

5.2电源模块测试

5.3煤气检测模块测试

5.4空气质量检测模块的测试

5.5电灯控制模块的测试

5.6本章小结

第六章 总结展望

6.1论文总结

6.2展望

致谢

参考文献