论文总字数：28966字

摘 要

人体红外检测也就是检测人是否出现在特定区域，对于人类社会来说，能够检测人的活动有很大的意义。人体检测的用途非常广泛，目前已被广泛应用于智能灯光，智能家居，安防监控等系统中。本次毕业设计是设计实现基于zigbee技术的人体红外感应装置，隶属于目前流行的智能家居行业的一个小系统。

论文首先介绍了智能家居以及zigbee技术原理与组网技术的特点等背景知识。之后对基于zigbee的人体红外检测系统进行需求分析，明确各个模块的功能，并设计了人体红外检测系统的实现方案，其中人体红外感应传感器节点是本次毕业设计的重点。该系统的设计内容包括红外传感器硬件电路设计，终端节点模块硬件设计，硬件pcb制作，协调器与节点的通信设计，以及灯光控制等。系统采用CC2530核心板来设计zigbee无线传感器网络，使用被动热释电红外传感器感应人体红外，使用协调器模块继电器控制电灯。

系统设计中，首先对人体红外检测装置进行了总体的设计。确定了系统框架，采用星型拓扑结构式连接zigbee各节点。然后详细介绍了人体红外检测系统的硬件设计过程和基于Z—stack协议栈的软件设计以及软件、硬件调试过程。最后对该系统进行了测试运行，验证了系统功能的运行，实现了人体检测与灯光控制的联动。

论文的最后对本次毕业设计所做的工作与过程给出了总结展望和致谢

关键词：智能家居、zigbee技术、人体红外检测、CC2530、无线传感器网络、Z-stack

Design and implementation of infrared human body

induction device based on Zigbee

Abstract

Human body infrared detection is to detect whether people appear in a specific area, for human society, to detect human activities have great significance. Human detection is widely used, has been widely used in intelligent lighting, intelligent home, security monitoring system, this graduation design is design and Implementation Based on ZigBee technology infrared human body induction device, belonging to a small popular industry of intelligent house system.

论文首先介绍了智能家居以及zigbee技术原理与组网技术的特点等背景知识。之后对基于zigbee的人体红外检测系统进行需求分析，明确各个模块的功能，并设计了人体红外检测系统的实现方案，其中人体红外检测传感器节点的设计是重点。该系统的设计内容包括红外传感器硬件电路设计，终端节点模块硬件设计，硬件pcb制作，协调器与节点的通信设计，以及灯光控制等。系统采用CC2530核心板来设计zigbee无线传感器网络，采用被动式热释电红外探头检测人体红外，使用协调器模块继电器控制电灯。

Firstly, the paper introduces the background knowledge of smart home and ZigBee technology principle and networking technology. After the demand analysis of human body infrared detection system based on ZigBee, clear the function of each module, and design the scheme of the infrared detection system, the infrared detection sensor node design is the key. The design of the system includes infrared sensor hardware circuit design, the terminal node module hardware design, hardware PCB production, coordination and node communication design, as well as light control, etc.. System uses CC2530 core board to design ZigBee wireless sensor network, the use of passive pyroelectric infrared probe to detect the human body infrared, using the coordinator module relay control lights.

系统设计中，首先对人体红外检测系统进行了总体设计，确定系统框架，采用星型拓扑结构式连接zigbee各节点。然后详细介绍了人体红外检测系统的硬件设计过程和基于Z—stack协议栈的软件设计以及软件、硬件调试过程。最后对该系统进行了测试运行，验证了系统功能的运行，实现了人体检测与灯光控制的联动。

In the system design, the overall design of the human body infrared detection system is firstly carried out, and the frame of the system is determined, and the star topology structure is used to connect all the nodes of ZigBee. Then the hardware design process of the human body infrared detection system and the software design based on the stack - Z protocol stack and the software and hardware debugging process are introduced in detail. At last, the system is tested and run, the function of the system is verified, and the linkage between the human body detection and the light control is realized.

论文的最后对本次毕业设计所做的工作与过程给出了总结展望和致谢。

At the end of this thesis, the work and the process of this graduation project are summed up.

KEYWORDS: Smart home, ZigBee, human body infrared detection, CC2530,WSN, Z-stack

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 5

1.1 智能家居概况 5

1.1.1 智能家居定义 5

1.1.2 智能家居发展概况 5

1.2 人体感应技术概况 5

1.3 研究思路与论文结构 6

1.3.1 研究思路 6

1.3.2 论文结构 7

第2章 需求分析与方案设计 8

2.1 组网技术介绍 8

2.1.1 有线组网技术 8

2.1.2 无线组网技术 8

2.2 Zigbee介绍 10

2.3 智能家居系统结构 13

2.4 设计需求分析 14

2.4.1 系统功能与目标 14

2.4.2 系统总体架构 15

2.5 硬件方案设计 15

2.6 软件方案设计 16

2.7 本章小结 17

第3章 系统硬件设计实现与调试 18

3.1 主控芯片介绍 18

3.2 硬件电路实现 19

3.2.1 电源管理模块 20

3.2.2 主控器和外围电路模块。 20

3.2.3 人体红外检测模块 21

3.2.4 PCB板绘制 25

3.3 人体红外该检测模块调试 27

3.3.1 硬件总体介绍及使用方法 27

3.3.2 硬件的调试 28

第4章 软件开发 29

4.1 软件开发环境及编程语言 29

4.2 Z-Stack运行机制 30

4.2.1 main()函数 30

4.2.2 任务事件处理 30

4.3 人体红外检测传感网络各设备的功能实现 32

4.3.1 协调器节点创建网络以及终端节点加入网络 32

4.3.2 通信设计 35

4.4 工作流程和代码分析 36

4.4.1 ZigBee协调器节点 36

4.4.2 终端节点工作流程和代码分析 38

4.5 软硬件调试 39

第5章 结束语 41

5.1 工作总结 41

5.2 心得体会 41

参考文献 43

致谢 44

绪论

智能家居概况

智能家居定义

智能家居又叫家庭自动化，智能家居，家庭信息化等，可以定义成一个过程或系统，它可以为人们提供更为轻松，高效，便捷且环保绿色的未来生活方式，因此正成为越来越受欢迎的研究领域。智能家居是以住宅为平台，兼备建筑，网络通信，信息家电和自动化设备，是集系统，结构，服务管理为一体的高效、舒适、安全、便利和环保的居住环境[1]。不用于平常的家居，智能家居的设备是智能的，网络化，人性化的。它通过各方面的信息数据采集通信，使得家内和外界有很好的信息交换，提高家居的安全与高效，改善人们的生活方式，还可以减少资源浪费和人力财力。

智能家居发展概况

1980年左右，发达国家开始研究智能家居网络。随着电子电器的发展，智能家居开始在各大信息家电公司的宣传下快速发展，很多电子行业大公司进入这个领域，带来了智能家居行业的热潮，在美、德、英、日等发达国家得到渐渐广泛的应用，其市场巨大，有很大的发展前景。智能家居真正的发展动力则是要提供实用、方便、人性化的服务来提高生活水平。家电化则是智能家居的发展方向，将智能家电的成本和使用难度降低以及更人性化周到安全的服务，使普通人也可以消费智能家居技术提供的便捷。

九十年代末，我国开始发展智能家居产业。并渐渐从单一功能小系统到总线方式的大系统， 组网结构从集中式过渡为分布式，通用控制到专用控制，通信接口走向规范化，小公司到大公司，研究阶段到产品化等特点。同时，智能家居系统还存在许多问题，如自身要求不明确，产品不成熟，系统操作缺乏人性化，比较复杂，系统千篇一律，没有个性，产品价格偏贵等等。

人体感应技术概况

目前人体探测有电场成像探测，微博多普勒探测,红外成像和视频成像检测，红外被动式传感器探测等方式。其中红外技术的价格低廉且实用性强，常常用于安防监控技术。对于红外人体检测的两种方案，红外成像和视频成像检测技术是一个易于实现且算法成熟的方法，，它通过对图像差异来确定是否有人或物体进入，该方法能够区分人与其他热源的区别，识别精度较好，但是要有很好的软件算法和硬件条件来实现人体识别。

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