基于ZigBee技术的家庭物联网系统设计与实现

摘要

家庭物联网系统结合了物联网的技术特点与家庭应用的特定需求，比传统智能家居系统拥有了更加丰富的内容和功能。除了能够让人随心所欲地控制室内居住环境，实现人对物的控制之外，还通过互联网、3G网络、家庭宽带网络、家庭无线传感网络等的有机结合，实现家庭环境中物与物、物与人之间的互联互通，给人们的生活带来更多便利。
　　本文在分析比较现有家庭联网方案和短距离无线通信技术的基础上，提出了利用ZigBee技术构建家庭无线传感网络，实现家庭中多种感知设备的自动发现、管理和集中控制，利用互联网电视机或互联网机顶盒实现家庭网关功能，构建家庭物联网系统的解决方案。设计开发了ZigBee通讯软件，实现了适用于家居环境的网络拓扑结构及传感设备自动发现和自动配置功能，同时设计实现了运行ZigBee通讯软件的硬件模块，可以嵌入不同类型的家居设备中。设计开发了在互联网机顶盒上运行的嵌入式物联网中间件。中间件基于DPWS框架设计，采用面向服务的思想，支持设备的服务化，能够将传感器节点及家庭传感网络提供的功能封装为统一格式的服务，屏蔽底层硬件平台、网络协议的异质性，简化了应用的开发和部署。
　　采用嵌入式物联网中间件和互联网机顶盒USB接口外设的形式实现Internet与家庭ZigBee网络中各节点之间的数据通讯功能，代替传统的单一功能的家庭网关设备，降低了家庭物联网系统的应用推广成本。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外发展概况

1.3 本文的主要研究内容和章节安排

第2章 基于ZigBee的家庭物联网系统需求分析

2.1 业务需求分析

2.2 用户需求分析

2.3 功能需求分析

2.4 非功能需求分析

2.5 本章小结

第3章 基于ZigBee的家庭物联网系统概要设计

3.1 家庭物联网系统架构设计

3.2 家庭ZigBee传感网络设计

3.3 家庭物联网系统软件设计

3.4 本章小结

第4章 基于ZigBee的家庭物联网系统详细设计

4.1 ZigBee通讯软件详细设计

4.2 嵌入式物联网中间件详细设计

4.3 本章小结

第5章 基于ZigBee的家庭物联网系统实现

5.1 低功耗ZigBee通讯模块软件实现

5.2 嵌入式物联网中间件实现

5.3 本章小结

第6章 基于ZigBee的家庭物联网系统测试

6.1 测试环境

6.2 测试内容

6.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢

个人简历