论文总字数：16897字

摘 要

随着计算机信息技术和网络通信技术的高速发展，实现家庭网络化、自动化是当今智能家居发展的新趋势。智能家居系统利用综合布线技术、自动控制技术、网络通信技术，与家庭的各个单元系统很好地结合起来，为人们提供了方便、智能的居住环境。

本篇文章用智能家居温湿度无线检测系统为研究对象，针对智能家居系统成本高、布线难、维护复杂等问题，结合zigbee技术低成本、低复杂度、低功耗等特点，将zigbee无线通信技术应用于智能家居温湿度无线监测系统中。本文的主要研究内容如下：简要介绍了课题的研究背景并分析比较了目前世界上比较主流的短距离无线通信方式。重点阐述了zigbee协议栈及其网络拓扑结构，详述了智能家居系统的整体设计及架构，通过硬件、软件的设计来实现温湿度无线监测系统。

关键字：智能家居；zigbee技术；无线通信；温湿度监测

Abstract

With the rapid development of computer information technology and network communication technology, the realization of home networking, automation is the new trend of the development of smart home. Smart home system using integrated wiring technology, automatic control technology and network communication technology, will work with family life related subsystems organically combined, provide comfortable, intelligent living environment for people.

The smart home wireless temperature and humidity monitoring system as the research object, the question in view of the smart home system high cost, wiring is difficult, and difficult to maintain, combined with ZigBee technology in low cost, low complexity, low power consumption, the ZigBee wireless communication technology is applied to the smart home wireless temperature and humidity monitoring system. The main research contents of this paper are as follows: This paper briefly introduces the background of the subject and analyzes and compares the short range wireless communication mode in the world. This paper focuses on the ZigBee protocol stack and its network topology, details the overall design and architecture of the smart home system, and realizes the wireless monitoring system of temperature and humidity through the design of hardware and software.

Keywords: smart home; ZigBee technology; wireless communication; temperature and humidity monitoring

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景与意义 1

1.2国内外发展现状与分析 1

1.2.1智能家居对外发展 1

1.2.2智能家居国内发展状况 1

1.3本文探究内容和各章节安排 2

第二章 Zigbee的概述 3

2.1关于无线网络介绍 3

2.1.1关于蓝牙技术的介绍 3

2.1.2Wi-Fi技术 3

2.1.3关于zigbee技术的介绍 3

2.2zigbee协议与IEEE 802.15.4 4

2.2.1物理层 4

2.2.2介质控制层 5

2.2.3网络层 6

2.2.4应用层 6

2.3zigbee网络拓扑结构 6

2.3.1星型拓扑结构 7

2.3.2树型拓扑结构 7

2.3.3网状拓扑结构 7

第三章 硬件平台的设计和方案 8

3.1系统结构和系统方案 8

3.2智能家居系统的硬件设计 8

3.2.1zigbee最小系统模块 8

3.2.2DHT11传感节点模块 9

第四章 智能家居系统软件设计 12

4.1Z-stack协议的栈概述 12

4.2Z-stack的程序设计 12

4.3温湿度的单元设计 14

总结 15

致 谢 16

参考文献 17

附录一 18

附录二 19

绪论

1.1课题研究背景与意义

随着人们生活水平的提高和技术的提高，智能家居已经成了一种趋势，家喻户晓。智能家居用住宅为基础，兼备建筑，网络家电，通讯，电子设备自动化，在一些管理上的医疗上的，有时家庭办公也会用到，方便，舒适，节能，娱乐方式之一，高效和环境友好的生活环境[1]。在本文中，对于智能家居的温度和湿度监控系统，开展相关研究。通过这个系统，用户可以在实时的温度和湿度信息的家庭环境中获悉，在同一时间，该系统还可以收集有关的温度和湿度信息，作为运行参数的其他家族子系统，有利的环境智能控制。我所做的温湿度系统有许多功能如下：使用温度和湿度传感器的温度和湿度传感; SCM法官感知温度和湿度是不正常的;如果检测到的温度和湿度异常情况，采取适当措施监管。所以，无线温湿度监测系统，成为了智能家居系统功能很重要的组成部分，是为用户提供一个舒适，方便，安全的生活的重要手段。良好的设计温度和湿度无线监控系统所打造的智能家居系统以及家庭用户提高具有重要意义。

1.2国内外发展现状与分析

在20世纪的时候，智能家居的概念在美国提出来到后来蔓延到了美洲等国家，在社会使用中一些用户对智能家居评价很高。在90年代后期，智能家居在中国才刚刚流行起来，在目前中国社会中我们会看到许多地方已经用到了智能家居，并且不断发展中。 

1.2.1智能家居对外发展

在1984年，有座大楼就是依靠智能家居系统建立起来的，它是现代建筑和传统建筑的结合。它只是使用的电梯，照明，空调和其他建筑设备的计算机系统，以监测和电子邮件，情报信息，语音通信等多种信息服务。在新加坡等发达地区有许多的家庭用起来了智能家居系统，在美国的一些地区智能家居系统更是应用很广泛。 现在，伴随当今社会信息。的发展以及物联网。的提出，预计不久的将来，实现全面的家庭智能化，在城市建设中智能家居会越来越流行。去世界在智能家居行业做的好的国家是一些发达国家，例如美国、欧洲等一些国家，例如CASAS华​​盛顿州立大学的黛安·库克J.提出的架构[6]。近年来，美国公司如微软和摩托罗拉为首的一批国外知名企业，在智能家居的发展利基。此外，如日本和韩国的领导企业国家也致力于智能家居的发展。在我们生活中的智能家居有这几种：

（1）X-10系统（美国）：是一个网络平台，它的控制方式是集中控制。 X-10家庭控制系统是利用220V电源线X-10将为了实现智能家居控制发送由发射机向接收机发射的信号。因此，该系统不需要附加的布线，并且这是该系统的最大优点之一，因为其它低压系统基本上需要布线，墙壁或地板开槽，钻孔，施工困难，昂贵和持续时间长。在中国智能家居系统推广很困难有一定的局限性其较高的成本，没有系统的研究。。 

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