基于Zigbee和GPRS技术的嵌入式家居报警系统设计与实现

摘要

本文提出了基于Zigbee和GPRS技术的嵌入式家居报警系统设计方案，并且对其中的软硬件关键技术进行了研究，对其中的部分功能进行了实现。
　　 首先，论述智能家家居报警系统的应用现状，分析研究传统家居报警系统的工作过程，了解其工作原理及其应用的局限性，提出基于Zigbee和GPRS技术的嵌入式家居报警系统设计方案，试图从源头上对传统报警系统不足进行改进。第二章分析研究该系统设计方案的可行性，介绍了系统中所采用的关键技术及特点，重点分析研究Zigbee标准协议栈的结构和工作原理，最后介绍了本系统中采用的MpZBee1.0-3.5协议栈的结构和代码组织方式，以及主要函数功能。在第三章进行了系统总体设计，给出了系统结构图，对系统的性能需求进行分析。第四章研究了嵌入式控制终端硬件平台的硬件需求和选型要点，给出了传感器节点硬件平台的选型的原则和设计实现方法。第五章论述了在嵌入式控制终端硬件平台上建立嵌入式Linux系统开发环境的过程以及GPRS的报警信息收发软件的设计和实现过程，给出了基于PIC18LF4620和CC2420的Zigbee传感器节点硬件平台的Zigbee网络协调器软件和Zigbee温度传感器节点软件的设计和实现过程。在第六章搭建了系统测试平台，设计系统测试方案，对系统中设计的软硬件功能进行测试，验证了系统的可行性。最后，对整个论文所做的工作进行了总结，指出了后期需要继续完成的工作。
　　 通过系统设计和实现表明，该系统方案具有一定的可行性，具有一定的应用参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3本系统方案提出及系统设计目标

1.4论文结构安排

第2章关键技术研究

2.1嵌入式系统及其在智能家居中的应用

2.1.1嵌入式系统

2.2智能家居系统中常用无线网络技术

2.2.1智能家居中的常用无线通信技术概述

2.2.2几种无线通信技术性能参数比较

2.3 Zigbee技术

2.3.1 Zigbee标准协议栈结构

2.3.2 MpZBee1.0-3.5协议栈

第3章系统分析

3.1系统总体结构设计

3.1.1系统总体结构图

3.1.2控制终端硬件结构框图

3.1.3传感器节点硬件结构框图

3.2系统性能需求分析

3.3系统特点

第4章系统硬件平台选型和设计

4.1控制终端系统硬件平台

4.1.1控制终端硬件平台选型

4.1.2控制终端主要硬件模块功能

4.1.3控制终端GPRS通信模块扩展

4.2 Zigbee传感器节点硬件电路设计

4.2.1硬件芯片选型

4.2.1温度传感器节点电路设计

第5章系统软件设计

5.1系统软件总体结构

5.2控制终端系统软件开发平台构建

5.2.1交叉编译环境建立

5.2.2 U-boot移植

5.2.3嵌入式Linux内核构建移植

5.2.4 Linux根文件系统制作移植

5.3控制终端GPRS通信软件设计实现

5.3.1 GPRS工作原理

5.3.2 GPRS短消息收发送程序设计和代码实现

5.4协调器(FFD)软件设计

5.4.1 Zigbee网络协调器(FFD)软件结构

5.4.2协调器软件设计

5.4.3协调器软件主要功能函数实现

5.5传感器终端节点(RFD)软件设计和实现

5.5.1传感器终端节点(RFD)软件流程图

5.5.2传感器节点(RFD)软件设计

第6章系统测试

6.1协调器软硬件功能测试

6.2 Zigbee网络通信功能测试

6.3控制终端系统功能测试

总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文

附录