基于ZigBee无线传感器的智能家居综合实例实验
基于ZigBee无线传感网络的智能家居系统设计与实现

基于ZigBee无线传感网络的智能家居系统设计与实现基于ZigBee无线传感网络的智能家居系统设计与实现智能家居系统在现代家庭中扮演着越来越重要的角色。
它不仅提供了便利和舒适性,还能提高家庭的安全性和能源利用效率。
在众多的智能家居系统中,基于ZigBee无线传感网络的系统因其低功耗、低成本、易用性和可扩展性而备受关注。
本文将介绍基于ZigBee无线传感网络的智能家居系统的设计与实现。
一、引言随着科技的不断发展和创新,人们对智能家居系统的需求日益增加。
智能家居系统通过将家庭中的各种设备(如灯光、暖气、安防等)连接到一起,并通过无线传感网络进行交互,以实现远程控制、自动化和智能化的家居管理。
二、ZigBee无线传感网络的特点ZigBee是一种低功耗、低成本、短距离的无线传感网络协议。
它具有以下几个特点:1. 低功耗:ZigBee设备的功耗非常低,可使用长时间的电池供电。
2. 低成本:ZigBee设备的成本相对较低,可降低整个智能家居系统的成本。
3. 易用性:ZigBee无线传感网络使用简单,用户可以通过手机等设备轻松控制和管理智能家居设备。
4. 可扩展性:ZigBee无线传感网络可以支持大量的传感器和设备,可以轻松扩展整个智能家居系统。
三、设计与实现基于ZigBee无线传感网络的智能家居系统设计应该包括以下主要组成部分:1. 网络拓扑设计:根据家庭的实际情况,设计合适的ZigBee网络拓扑结构,包括协调器、路由器和终端设备。
2. 传感器节点:将各种传感器(如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等)连接到ZigBee终端设备上,实现对家庭环境的监测。
3. 控制节点:将可控设备(如灯光、暖气、窗帘等)连接到ZigBee终端设备上,实现对家居设备的远程控制和自动化管理。
4. 网络通信:利用ZigBee无线传感网络实现传感器节点和控制节点之间的数据交互和通信。
5. 用户界面:设计用户友好的手机应用程序或网页界面,用户可以通过这些界面对智能家居系统进行控制和管理。
基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计一、系统架构设计智能家居系统的架构主要包括传感器、控制器、通讯模块和远程控制终端。
传感器主要用于采集家居环境数据,如温湿度、光照等,控制器用于处理传感器数据,并控制家居设备的开关,通讯模块用于与远程控制终端进行通讯,远程控制终端则是用户通过手机或电脑控制家居设备的界面。
在基于Zigbee无线网络的智能家居系统中,传感器和控制器采用Zigbee模块进行通讯,通讯模块则将数据传输到互联网上,远程控制终端通过互联网与通讯模块进行通讯,以实现远程控制家居设备。
整个系统架构如下图所示:[示意图]二、传感器设计1. 温湿度传感器:采用Zigbee无线模块,实时采集室内温湿度数据,并通过Zigbee 协议传输到控制器。
2. 光照传感器:采用Zigbee无线模块,实时采集室内光照强度数据,并通过Zigbee 协议传输到控制器。
3. 人体感应传感器:采用Zigbee无线模块,检测室内是否有人活动,并通过Zigbee 协议传输到控制器。
三、控制器设计控制器是智能家居系统的核心部件,负责接收传感器数据,进行数据处理,并控制家居设备的开关。
控制器的主要功能包括以下几个方面:1. 数据处理:接收传感器采集的数据,并进行处理,例如根据温湿度数据自动调节空调温度,或根据光照强度数据控制窗帘开合。
2. 设备控制:根据用户的指令或自动化算法,控制家居设备的开关,如灯光、空调、窗帘等。
3. Zigbee通讯:与传感器和通讯模块进行Zigbee通讯,以实现数据的收发和控制指令的传输。
四、通讯模块设计通讯模块是连接智能家居系统和互联网的桥梁,负责将数据传输到互联网上,以实现远程控制和监控。
通讯模块的主要功能包括以下几个方面:1. Zigbee通讯:与控制器和传感器进行Zigbee通讯,实现数据传输和控制指令的传递。
2. 互联网通讯:通过WiFi或以太网等方式,将数据传输到互联网上,实现远程控制的功能。
基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统研究与设计

基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统研究与设计一、本文概述随着科技的快速发展和人们生活质量的不断提高,智能家居系统已经成为现代生活的重要组成部分。
智能家居系统利用先进的无线通信技术,将家庭中的各种设备连接起来,实现智能化控制和管理,从而为用户提供更加便捷、舒适和节能的居住环境。
本文将重点研究与设计一种基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统,旨在提升家居环境的智能化水平,满足用户多样化的需求。
本文将首先介绍智能家居系统的发展背景和意义,阐述ZigBee 和WiFi两种无线通信技术在智能家居领域的应用优势和局限性。
在此基础上,提出一种基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统设计方案,该方案结合了ZigBee的低功耗、低成本和自组织网络特点以及WiFi的高速传输和广泛覆盖范围优势,以实现智能家居系统的高效、稳定和可扩展性。
文章将详细介绍该融合系统的架构设计、硬件选型、软件编程以及系统测试等方面内容。
通过对比分析不同通信协议的性能特点,选择合适的ZigBee和WiFi模块,并设计相应的硬件电路和软件程序。
文章还将探讨如何优化系统性能,提高数据传输速率和稳定性,以满足实际应用需求。
本文将总结研究成果,并对未来智能家居系统的发展趋势进行展望。
通过本文的研究与设计,旨在为智能家居领域的发展提供有益的参考和借鉴,推动智能家居技术的不断创新和应用。
二、ZigBee与WiFi技术概述在智能家居系统中,无线通信技术扮演着至关重要的角色,其中ZigBee和WiFi是两种被广泛采用的技术。
这两种技术各有优势,也存在着一定的局限性,因此,将它们融合在一起,可以充分发挥各自的优势,实现更为高效、稳定的智能家居系统。
ZigBee是一种低功耗、低成本的无线通信协议,专为物联网应用而设计。
它具有自组织、自修复的特性,能够在设备之间形成稳定的网络结构,特别适用于智能家居系统中的各种传感器、执行器等设备的连接和控制。
基于ZigBee的无线传感器网络在智能家居系统中的应用

4、智能能源管理
ZigBee无线传感器网络可以帮助实现家庭的智能能源管理。通过监测家庭用 电情况,可以实现用电设备的智能化控制,达到节能减排的目的。
5、智能健康与娱乐系统
ZigBee无线传感器网络可以应用于智能健康与娱乐系统。例如,通过监测用 户的运动量、睡眠质量等信息,可以为用户提供健康建议和娱乐推荐。
ZigBee无线传感器网络在智能家 居系统中的应用优势
ZigBee无线传感器网络是一种低功耗、低成本、高可靠性的无线通信技术。 在智能家居系统中,ZigBee无线传感器网络具有以下优势:
1、低功耗:ZigBee设备工作功耗较低,可保证较长的使用寿命。
2、低成本:ZigBee设备的制造成本较低,有利于大规模生产。
ZigBee无线传感器网络的技术原 理
ZigBee无线传感器网络是一种基于IEEE 802.15.4标准的低速无线个人区域网 络协议。它采用跳频扩频(FHSS)和直接序列扩频(DSSS)相结合的物理层 传输技术,具有高可靠性、低功耗和低成本的特点。在网络层,ZigBee支持 星型、树型和网状等多种拓扑结构,具有强大的组网能力。此外,ZigBee还 具有通道选择、信息安全等方面的技术优势。
实际应用案例分析
1、智能照明系统
通过部署ZigBee无线传感器网络,可以实现智能照明系统。用户可以通过手 机、平板等移动设备对家中的灯光进行远程控制,包括开关灯、调节亮度、颜 色等。此外,系统还可以根据环境光线自动调节室内亮度,达到节能和舒适的 双重目的。
2、智能空调控制系统
通过将ZigBee无线传感器网络与空调控制系统相结合,用户可以通过手机等 移动设备远程操控家中的空调。传感器网络可以实时监测室内温度和湿度,并 根据用户需求自动调节空调运行参数,达到节能和舒适的效果。
基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计

基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计1. 引言1.1 研究背景随着社会的不断发展和科技的不断进步,人们对生活质量的要求也越来越高。
传统的家居系统往往存在安全性低、能耗高、使用不方便等问题,而智能家居系统通过智能化的管理和控制,可以提高家居生活的舒适度、安全性和便利性。
研究基于Zigbee无线网络的智能家居系统设计具有重要的理论和实际意义。
本文将深入研究Zigbee无线网络技术,探究智能家居系统的设计原理,设计基于Zigbee的智能家居系统架构,并实现相关方法。
通过实验结果与分析,将对基于Zigbee无线网络的智能家居系统的性能进行评估,并总结出未来发展方向,为智能家居系统的发展提供参考依据。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨基于Zigbee无线网络的智能家居系统设计,并实现其在实际家居环境中的应用。
通过研究目的,可以为智能家居领域提供更加智能、便捷、高效的解决方案,提升家居的舒适性和生活质量。
通过研究基于Zigbee的智能家居系统设计,可以探索无线网络技术在智能家居中的应用潜力,促进智能家居系统的发展和普及。
通过本研究,可以为智能家居行业的发展提供技术支持和实践经验,推动智能家居系统在未来的广泛应用和发展。
1.3 研究意义智能家居系统已经成为现代生活的一个重要组成部分,它可以大大提高家居生活的便利性和舒适度。
基于Zigbee无线网络的智能家居系统设计是当前智能家居领域的一个热点研究方向,具有重要的理论和应用价值。
研究基于Zigbee无线网络的智能家居系统设计,可以推动智能家居技术的不断创新和发展,为人们提供更加智能、高效、安全、舒适的家居生活体验。
这项研究也有助于提高智能家居系统的稳定性和可靠性,减少系统的能耗和成本,促进智能家居系统的普及和应用。
基于Zigbee无线网络的智能家居系统设计具有较强的实用性和推广价值,可以广泛应用于家庭、办公场所、商业建筑等不同领域,为人们的生活和工作带来诸多便利。
基于Zigbee无线传感器网络的智能家居系统新

摘要目前各种智能家居体系和产品之间缺乏严格的标准和通用的接口,并且受当前技术条件以及经济成本所制约,智能家居的具体应用并未得到很好的普及,如何设计一套简便高效、成本低、可扩展性好的智能家居系统,对于智能家居在实际应用中的推广具有一定的借鉴意义。
本文首先概述了智能家居的研究背景和意义。
然后对几种常见的无线通信技术进行了比较,选择基于IEEE802.15.4 的ZigBee 技术作为智能家居内部组网技术。
提出了智能家居的系统设计方案,包括网络拓扑、系统功能和设计要求。
基于ZigBee 技术进行了智能家内部网络的设计。
基于S3C6410进行了智能家居网关的设计,实现了基于ZigBee技术的智能家居内部网络与因特网和通信网的连通。
开发了人机交互界面,实现了本地信息的查询和远程短信报警。
实现表明,本文设计的基于ZigBee技术的智能家居系统,具有系统智能化和通信多样化的特点,并具有良好的扩充性与裁剪性,基本达到了预期目标。
关键字:智能家居、ZigBee、S3C6410、网关AbstractWith the informatization tide advancing around world,the individual Teaching website makes great advanced。
But some of them remain problems at large,such as the weak interaction among the teacher and students,as well as the finite effect of teaching feedback。
Aiming at this status,we develop this system which chooses JSP as its design language,The system integrates the characteristic of both the synchronous and the asynchronous educational environment effectively,provides information feedback,homework management and score management and etc。
物联网环境下基于ZigBee的智能家居系统设计与实现

物联网环境下基于ZigBee的智能家居系统设计与实现一、引言随着物联网技术的飞速发展,智能家居也逐渐成为了人们生活中的一部分,使人们的生活更加便捷和舒适。
在智能家居领域中,基于ZigBee的智能家居系统成为了越来越流行的选择。
本文将阐述智能家居的概念、ZigBee技术的原理及其在智能家居系统中的应用,并介绍一个基于ZigBee的智能家居系统的设计与实现。
二、智能家居概述智能家居是指通过各种技术手段,实现对家庭环境的智能化、自动化管理,使家庭环境更加智能、舒适、便捷、安全、节能。
智能家居的核心是依靠各种传感器、执行器和控制器完成各种任务,这些设备通过一定的通讯网络连接到中心控制器,进行资源共享和协调控制。
智能家居与传统家居相比,有以下优越性:1. 人性化控制:通过各种智能设备的联动控制,实现人性化的智能化管理,提高家居的舒适性、便捷性和安全性。
2. 节能环保:智能家居可以通过监测和统计家庭用电量,自动调节空调、照明、电器等设备的使用,实现节能减排的效果。
3. 安全保障:智能家居可以通过摄像头、报警器、烟雾探测器等设备实现全方位的家庭安保,有效预防盗窃、火灾等事故。
三、ZigBee技术原理ZigBee技术是一种基于IEEE 802.15.4标准的无线通讯技术,它采用低功耗、短距离、低速率的通讯方式,适用于各种低成本、低功耗无线控制应用。
ZigBee技术的通讯方式采用冲突避免技术,采用星型、树型、网状等拓扑结构。
其中,星型结构是ZigBee通讯应用最为广泛的一种结构,因为它具有简单、可靠、低功耗等优势,特别适用于家庭智能化控制。
ZigBee技术的主要特点如下:1. 低功耗:ZigBee节点的功耗很低,一般都采用CR2032纽扣电池供电,可工作一到两年。
2. 网络容量:ZigBee支持大量的终端节点,一个ZigBee网络最多可容纳65535个节点。
3. 高可靠性:ZigBee采用冲突避免技术,减少数据包的丢失和重传,能够保证数据的高可靠性。
基于ZigBee无线传感器网络的智能家居系统

关键 词: Z i g B e e ; 无 线传 感器 网络; 智 能家居;协调器节 点; 终端节 点
S ma r t Ho me S ys t e m Ba s e d o n Zi g Be e Wi r e l e s s S e ns o r Ne t wo r k
c e n t r a l i z e c o n t r o l t h e E l e c t r i c l a a p p l i nc a e s . An d he t r e mo t e c o n t r o l mo d e c a n b e ea r l i z e d t h r o u g h a mo b i l e t e r mi n a l , t o o .
Abs t r a c t :W i t h he t r a p i d d e ve l o p me n t o f e l ct e r o n i c ,c o mp u t e r a n d c o mmu ni c a t i o n t e c h n o l o g y a n d he t i mp r o v e me n t o f
( T e l e c o m ep D a r t me n t , L o u d i V o c a t i o n a l a n d T e c ni h c a l C o l l e g e , L o u d i 4 1 7 0 0 0 , C h n i a )
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unsigned int buffer[15]={0}; unsigned int temp; int i=0; _sec=60; _usec=0; FD_ZERO(&sds); FD_SET(w->fd, &sds); int ret = select((1+w->fd), &sds, NULL, NULL, &tv); if(ret >0) {
结束符(unsigned int)
0x26
0x01
节点链表数据(长度由个数 0x0A
确定)
2.发送网络信息 帧头(unsigned int)
0x26
功能号 (unsigned int) 0x02
数据(unsigned int) panid chnnal maxchild
maxdepth
maxrouter
0x26
0x05
32 位温湿度数据
结束符(unsigned int) 0x0A
6.发送短信成功标志
帧头(unsigned int)
功能号(unsigned int)
0x26
0x06
数据(unsigned int) 发送短信成功与否标志
结束符(unsigned int) 0x0A
7.获得 GPRS 的初始化信息
命令协议定义:
接收协议:帧头 功能号 数据 结束符(接收帧头为 0x15)
1.获得拓补信息: 帧头(unsigned int) 0x15
功能号(unsigned int) 0x01
结束符(unsigned int) 0x0A
2.获得网络信息 帧头(unsigned int) 0x15
功能号(unsigned int) 0x02
//printf("server select wait...\n"); if (FD_ISSET(w->fd, &sds)) {
//printf("server FD_ISSET...\n"); int len=0; len=recv(w->fd,&buffer[i],sizeof(unsigned int),0); if(len>0) {
♦ 基于嵌入式网关系统,进行基于 Zigbee 无线传感器网络的智能家居的简单图形界面显 示设计
♦ 基于嵌入式网关系统,了解掌握 Linux 系统下 socket 编程
3. 实验原理
针对 GUI 的综合实例,具体实现都是通络网络层对底层 Zigbee(传感器、控制设备)、 蓝牙、RFID 等功能进行封装,提供给 GUI 上层界面统一的调用接口。
结束符 (unsigned int) 0x0A
3.发送设置传感器状态
无
4.发送 RFID 值
帧头(unsigned int) 功能号(unsigned int)
0x26
0x04
数据(unsigned int) 32 位 ID 数据
结束符(unsigned int) 0x0A
5.发送蓝牙温湿度值
帧头(unsigned int) 功能号(unsigned int) 数据(unsigned int)
temp=buffer[1]; switch(temp) { case 0x01:
printf("COMMAND:-------TOPOINFO--------:\n");//获得拓补信息 Server_GetZigBeeNwkTopo(w->fd); break; case 0x02:
送过来的命令信息,然后按照相应的协议进行解析,跳转到相应的接口,进一步调用底层
Zigbee 等信息并返回正确的信息给客户端。
封装接口:(libev_test.c)
bool Server_GetZigBeeNwkInfo(int fd); bool Server_GetZigBeeNwkTopo(int fd); bool Server_GetTempHum(int fd); bool Server_SetSensorStatus(int fd,unsigned int addr,unsigned int state); int Server_GetRfidId(int fd); int Server_GetGPRSSignal(int fd); bool Server_SendGprsMessage(int fd,unsigned int *phone,unsigned int sensor);
帧头(unsigned int)
功能号(unsigned int)
数据(unsigned int)
结束符(unsigned int)
0x26
0x07
8.清除中断传感器标志位 无
GPRS 的初始化标志
0x0A
解析接收帧是由switch语句实现的,如下所示:(libev_test.c)
void recv_callback(struct ev_loop *loop, ev_io *w, int revents) {
基于ZigBee的智能家居综合样例
1. 实验环境
♦ 硬件:UP-CUP IOT-6410-II 型嵌入式物联网综合实验系统, PC 机。 ♦ 软件:Vmware Workstation +Fedora Core 8 + MiniCom/Xshell + ARM-LINUX 交叉编
译开发环境
2. 实验内容
printf("---------flag_bind=1-------------\n"); ComPthreadMonitorStart();//开启 Zigbee 后台线程(底层) } //struct ev_loop *loop = ev_loop_new(EVBACKEND_EPOLL); struct ev_loop *loop = ev_default_loop(EVBACKEND_EPOLL); ev_io_init(&ev_io_watcher, accept_callback,listen, EV_READ); ev_io_start(loop,&ev_io_watcher); //开启一个接收线程,接收客户端信息 ev_loop(loop,0); ev_loop_destroy(loop); if(flag_bind) { ComPthreadMonitorExit(); } printf("exit com monitor\n"); return 0; }
Main 函数:
int main(int argc ,char** argv) {
int listen;
ev_io ev_io_watcher; signal(SIGPIPE,SIG_IGN); printf("start com monitor\n"); listen=socket_init(argv); printf("flag_bind%d",flag_bind); if(flag_bind) {
上述模型可以接受任意多个连接,且为各个连接提供完全独立的问答服务。借助 libev
提供的事件循环 / 事件驱动接口,上述模型有机会具备其他模型不能提供的高效率、低资
源占用、稳定性好和编写简单等特点。
服务器主要实现流程是:首先开启一个 Zigbee 后台线程(底层)监听服务器调用信息,
接着利用 ev_io_start(loop,&ev_io_watcher);启动一个接收线程,专门用来接收客户端发
功能号(unsigned int) 0x08
结束符(unsigned int) 0x0A
结束符(unsigned int) 0x0A
发送协议:帧头 功能号 数据 结束符(接收帧头为 0x26)
1.发送拓补信息:
包括三种:协调器掉电、协调器在线无子节点、协调器在线有节点
1)协调器掉电:
帧头(unsigned int) 功能号(unsigned int) 数据(unsigned int)
数据(unsigned int)
Phone_num(11 位)
sendor
结束符(unsigned int) 0x0A
7.获得 GPRS 的初始化信息 帧头(unsigned int) 0x15
8.清除中断传感器标志位 帧头(unsigned int) 0x15
功能号(unsigned int) 0x07
结束符(unsigned int)
0x26
0x01
0x01
0x0A
2)协调器在线无子节点:
帧头(unsigned int) 功能号(unsigned int) 数据(unsigned int)
结束符(unsigned int)
0x26
0x01
0x02
0x0A
3)协调器在线有节点:
帧头(unsigned int) 功能号(unsigned int) 数据(unsigned int)
功能号(unsigned int) 0x04
结束符(unsigned int) 0x0A
5.获得蓝牙温湿度值 帧头(unsigned int) 0x15
功能号(unsigned int) 0x05
结束符(unsigned int) 0x0A
6.发送短信 帧头(unsigned int) 0x15
功能号(unsigned int) 0x06
//printf("server buffer[i]=%d\n",buffer[i]); while(buffer[i]!=0x0A) {
i++; len=recv(w->fd,&buffer[i],sizeof(unsigned int),0); //printf("server buffer[i]=%d\n",buffer[i]); } if(buffer[0]==0x15) {