基于ZigBee和GSM的智能家居控制器设计与实现

摘要

智能家居是利用计算机技术、网络通讯技术和综合布线技术（HBS），通过家庭信息管理平台将把家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，并通过统筹规划让家居生活更加舒适、安全、高效的综合系统。智能家居是未来家居的发展趋势，虽然发展迅速，但还不够完善，所以研究智能家居是非常有必要的。
　　 本课题设计并实现了一个基于ZigBee，红外以及GSM的智能家居系统，从介绍智能家居的基本功能及特点开始，介绍了智能家居的现状和发展趋势，阐述了ZigBee网络结构和ZigBee协议栈架构。采用德州仪器公司的CC2530芯片和西门子公司的TC35模块作为无线通信节点并以此为核心搭建硬件平台。在硬件平台的基础上，深入研究了红外通信原理，ZigBee协议栈工作原理以及基于德州仪器公司的Z-STACK协议栈的组网绑定原理，通过修改上层协议，完成了ZigBee星型网络和树形网络的组网及协调器和终端的绑定，GSM短信的发送接收。然后对系统运行调试过程中遇到的一些问题进行了分析并提出相应的解决方案。
　　 经实验验证，本智能家居系统具有良好的可靠性，能够达到预期目标，为后期的实际应用进行升级打好基础，具有一定的研究参考价值。

目录

摘要

第一章 引言

1．1 智能家居的基本概念

1．2 智能家居的发展与现状

1．3 发展趋势

1．4 论文的创新点及主要研究内容

1．4．1 论文的主要创新点

1．4．2 论文的主要研究内容

1．5 论文组织结构

第二章 智能家居系统的硬件设计

2．1 硬件总体设计

2．2 ZigBee电路设计

2．2．1 CC2530芯片介绍

2．2．2 CC2530电路的设计

2．3 红外电路设计

2．3．1 红外发射电路

2．3．2 红外接收电路

2．4 GSM电路

2．4．1 TC35模块电路

2．4．2 串口电路

第三章 ZigBee概述

3．1 ZigBee网络结构

3．1．1 ZigBee网络体系

3．1．2 ZigBee网络拓扑

3．2 ZigBee协议栈架构

3．2．1 物理层协议

3．2．2 媒体访问控制(MAC)层协议

3．2．3 网络层协议

3．2．4 应用层协议

第四章 基于Z-STACK的软件设计与实现

4．1 软件开发环境

4．2 Z-STACK软件架构

4．2．1 系统初始化

4．2．2 操作系统的执行

4．3 Z-STACK组网的实现

4．3．1 协调器建立网络

4．3．2 终端加入网络

4．4 Z-STACK中按键流程

4．4．1 查询法按键流程

4．4．2 中断法按键流程

4．5 绑定

4．6 TC35发送GSM短信流程

4．7 红外的学习与发射

4．7．1 红外学习

4．7．2 红外发射

第五章 运行与调试

5．1 系统测试

5．1．1 实验测试平台的搭建

5．1．2 基本测试

5．1．3 系统功能测试及运行

5．2 调试遇到的问题及解决

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢

声明