基于ZigBee和iOS的物联网智能家居控制系统

摘要

智能家居作为物联网发展兴起的产物，正逐步影响人们的生活。智能家居除了可以具备传统家居产品的基本功能外，还融合了多种控制通信相关技术。智能家居可以让用户更便捷地管理、使用家庭智能设备，给用户的家庭生活带来更好的舒适度。
　　本文在使用 ZigBee通信技术和 iOS操作系统的基础上，完成基于 ZigBee通信的系统硬件设计和基于Xcode开发平台的iOS客户端应用程序开发，同时对本系统控制功能实现的关键代码进行了分析，对本系统网络性能进行了测试。最终完成了智能家居控制系统主要的硬件部分和软件部分，满足项目实际开发需求。在本控制系统设计中，采用了广播UDP包的方式，实现了自动获取智能网关信息，同时采用了场景设置实现了智能家居终端的个性化定制，提高了本系统的用户体验。
　　本文主要完成了以下工作：
　　1）研究了智能家居系统的功能和性能，给出了本系统的整体架构和各个功能模块的关系框架，同时在分析 ZigBee信号特点、CC2530芯片性能、iOS操作系统应用程序开发优势以及 xib视图特点的基础上，确定了本系统的设计方案和系统各个部分通信方式。
　　2）完成了本系统节点硬件电路设计，重点完成了控制软件设计以及通信软件设计。节点硬件设计包括中心节点设计、路由节点设计和终端节点设计三个方面。基于 iOS的移动客户端控制软件设计方面，包括系统管理控制、开关控制、调光灯、安防控制、场景控制、定时控制的分析和设计，其中，系统管理控制实现了对整个系统的控制和管理，场景和定时控制实现了对智能家居终端的个性化控制。通信软件设计方面包括Socket通信的设计和ZigBee的通信设计。
　　3）实现了基于ZigBee信号iOS操作系统智能家居控制系统，包括系统管理、开关控制、调光灯控制、安防控制、场景控制、定时控制、Socket通信和ZigBee节点通信等几个方面。同时对本系统控制功能实现的关键代码进行了分析，模拟实现效果进行了分析，并对本系统的网络性能从通信距离和通信时间两个角度进行测试及分析。

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第 1 章 绪 论

1.1 课题研究的研究目的和意义

1.2 物联网智能家居国内外发展和研究现状

1.3 本文相关技术分析

1.4 主要研究内容和论文结构安排

第 2 章 智能家居控制系统总体方案设计

2.1 系统的需求分析

2.2 系统整体架构设计和功能模块设计

2.3 系统选型分析

2.4 系统组网设计

2.5 本章小结

第 3 章 智能家居控制系统硬软件分析与设计

3.1 节点硬件分析与设计

3.2 控制软件分析与设计

3.3 通信软件分析与设计

3.4 本章小结

第 4 章 智能家居控制系统的实现与测试

4.1 系统管理模块的实现

4.2 开关控制模块的实现

4.3 调光灯控制模块的实现

4.4 安防控制模块的实现

4.5 场景控制模块的实现

4.6 定时控制模块的实现

4.7 Socket通信的实现

4.8 ZigBee节点通信的实现

4.9 系统测试与分析

4.10 系统实际应用效果

4 .11 本章小结

第 5 章 总结与展望

5.1 论文工作总结

5.2 未来工作展望

致谢

参考文献

攻读学位期间参加科研情况