家居物聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)的研究畢業(yè)論文

1、<p>　　編 號(hào)： </p><p>　　審定成績： </p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　填表時(shí)間： 年 月</p><p>　設(shè)計(jì)（論文）題目：家居物聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)的研究</p><p>&l

2、t;b>　　摘 要</b></p><p>　　物聯(lián)網(wǎng)正在以超越“爆炸”的速度發(fā)展，其對(duì)世界的影響也是越來越明顯。智能家居是現(xiàn)代家居生活的一種趨勢(shì)，以至于在第三屆中國國際物聯(lián)網(wǎng)（傳感器網(wǎng)絡(luò)）博覽會(huì)上，家居智能作為“十二五”規(guī)劃中工信部主推應(yīng)用領(lǐng)域之一，家居系統(tǒng)產(chǎn)品或網(wǎng)絡(luò)家居得以展示，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居方面的應(yīng)用已經(jīng)初見成效。</p><p>　　隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家

3、居系統(tǒng)中的應(yīng)用不斷成熟，考慮到智能家居系統(tǒng)中存在的一些安全問題，例如“如何對(duì)住宅環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)”，以及現(xiàn)有家居安全系統(tǒng)存在的局限性，一種基于物聯(lián)網(wǎng)的高度網(wǎng)絡(luò)化智能家居安防系統(tǒng)被設(shè)計(jì)出來。該智能家居安防系統(tǒng)是針對(duì)對(duì)非授權(quán)訪問進(jìn)行檢測(cè)、攔截和報(bào)警進(jìn)行設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)涉及到兩個(gè)節(jié)點(diǎn)（CC2530芯片為主控芯片的開發(fā)板），一個(gè)用作協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，一個(gè)用作終端設(shè)備；協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)組建網(wǎng)絡(luò)，并維護(hù)網(wǎng)絡(luò)，與PC電腦相連，終端設(shè)備負(fù)責(zé)控制各個(gè)功能模塊的正常工作，

4、并把數(shù)據(jù)傳遞給協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。另外功能模塊主要有溫濕度采集模塊、煙霧檢測(cè)模塊、繼電器模塊和人體紅外傳感模塊。</p><p>　　本文主要從理論和原理方面對(duì)家居物聯(lián)網(wǎng)的安全系統(tǒng)進(jìn)行研究，另外也從硬件方面做了很簡易的家居環(huán)境安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】智能家居系統(tǒng) 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 家居安防 傳感器網(wǎng)絡(luò)</p><p><b>　　目 錄<

5、;/b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p>　　第一章 智能家居2</p><p>　　第一節(jié) 智能家居的概述2</p><p>　　第二節(jié) 國內(nèi)外智能家居的發(fā)展?fàn)顩r2</p><p>　　一、國內(nèi)智能家居的現(xiàn)狀2</p><p&

6、gt;　　二、國內(nèi)的相關(guān)政策3</p><p>　　三、國外智能家居的現(xiàn)狀3</p><p>　　第三節(jié) 智能家居中的安全問題4</p><p>　　第四節(jié) 本章小結(jié)5</p><p>　　第二章 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)6</p><p>　　第一節(jié) 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)6</p><p>

7、;　　第二節(jié) IEEE 802.5.4/ZigBee無線通信標(biāo)準(zhǔn)7</p><p>　　一、IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)簡介7</p><p>　　二、ZigBee標(biāo)準(zhǔn)簡介8</p><p>　　第三節(jié) 家居物聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)的研究10</p><p>　　一、家居物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)10</p><p>　　二、系統(tǒng)安

8、全問題的研究11</p><p>　　第四節(jié) 本章小結(jié)11</p><p>　　第三章 課題的硬件描述12</p><p>　　第一節(jié) 設(shè)計(jì)總框圖12</p><p>　　第二節(jié) CC2530芯片及最其小系統(tǒng)介紹12</p><p>　　一、CC2530芯片簡介12</p><p>

9、;　　二、CC2530最小系統(tǒng)組成14</p><p>　　第三節(jié) 功能模塊介紹15</p><p>　　一、溫濕度檢測(cè)模塊15</p><p>　　二、煙霧檢測(cè)模塊17</p><p>　　三、人體紅外探測(cè)模塊18</p><p>　　四、光敏傳感器模塊19</p><p><

10、;b>　　五、顯示模塊20</b></p><p>　　六、繼電器模塊22</p><p>　　第四節(jié) 本章小結(jié)23</p><p>　　第四章 課題的軟件描述24</p><p>　　第一節(jié) 總體流程24</p><p>　　第二節(jié) 無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)25</p>&l

11、t;p>　　一、無線傳感器和控制節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)25</p><p>　　二、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)25</p><p>　　第三節(jié) 功能模塊的軟件設(shè)計(jì)26</p><p>　　一、煙霧檢測(cè)模塊26</p><p>　　二、紅外人體感應(yīng)模塊28</p><p>　　三、溫濕度檢測(cè)模塊29</p>

12、;<p>　　第四節(jié) 本章小結(jié)29</p><p>　　第五章 系統(tǒng)測(cè)試30</p><p>　　第一節(jié) 網(wǎng)絡(luò)測(cè)試30</p><p>　　第二節(jié) 煙霧檢測(cè)模塊測(cè)試31</p><p>　　第三節(jié) ZigBee管理系統(tǒng)界面32</p><p>　　第四節(jié) 本章小結(jié)34</p>

13、<p>　　第六章 總結(jié)35</p><p><b>　　致 謝36</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)37</b></p><p><b>　　附 錄38</b></p><p><b>　　一、英文原文38</b>&

14、lt;/p><p><b>　　二、英文翻譯46</b></p><p><b>　　三、源程序52</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　智能家居是以住宅為平臺(tái)，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生

15、活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理化系統(tǒng)，提高家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并保證環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境[1]。</p><p>　　智能家居又稱智能住宅，通俗地說，它是融合了自動(dòng)化控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體的網(wǎng)絡(luò)化智能化的家居控制系統(tǒng)[2]。智能家居將讓用戶有更方便的手段來管理家庭設(shè)備，比如，通過家觸摸屏、無線遙控器、電話、互聯(lián)網(wǎng)或者語音識(shí)別控制家用設(shè)備，更可以執(zhí)行場(chǎng)景

16、操作，使多個(gè)設(shè)備形成聯(lián)動(dòng)；另一方面，智能家居內(nèi)的各種設(shè)備相互間可以通訊，不需要用戶指揮也能根據(jù)不同的狀態(tài)互動(dòng)運(yùn)行，從而給用戶帶來最大程度的高效、便利、舒適與安全。</p><p>　　智能家居系統(tǒng)集綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和音、視頻技術(shù)與一體的將家居生活有關(guān)的設(shè)備集成的一個(gè)綜合性系統(tǒng)。由于智能家居采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議的不同，大多數(shù)智能家居系統(tǒng)都采用綜合布線方式，但少數(shù)系統(tǒng)可能并不采用

17、綜合布線技術(shù)，如電力載波，不論哪一種情況，都一定有對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來完成所需的信號(hào)傳輸任務(wù)，因此網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是智能家居集成中關(guān)鍵的技術(shù)之一。安全防范技術(shù)是智能家居系統(tǒng)中必不可少的技術(shù)，在小區(qū)及戶內(nèi)可視對(duì)講、家庭監(jiān)控、家庭防盜報(bào)警、與家庭有關(guān)的小區(qū)一卡通等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。自動(dòng)控制技術(shù)是智能家居系統(tǒng)中必不可少的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在智能家居控制中心、家居設(shè)備自動(dòng)控制模塊中，對(duì)于家庭能源的科學(xué)管理、家庭設(shè)備的日程管理都有十分重要的作用。音視頻技

18、術(shù)是實(shí)現(xiàn)家庭環(huán)境舒適性、藝術(shù)性的重要技術(shù)，體現(xiàn)在音視頻集中分配、背景音樂、家庭影院等方面[3]。</p><p><b>　　第一章 智能家居</b></p><p>　　第一節(jié) 智能家居的概述</p><p>　　智能家居是在互聯(lián)網(wǎng)的影響下物聯(lián)化的體現(xiàn)。智能家居通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家中的各種設(shè)備（如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制設(shè)備、安防系統(tǒng)、

19、數(shù)字影院系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電以及三表抄送等）連接到一起，給家居生活提供家電控制、照明控制、窗簾控制、電話遠(yuǎn)程控制、室內(nèi)外遙控、防盜報(bào)警、環(huán)境監(jiān)控、暖通控制、紅外轉(zhuǎn)發(fā)以及可編程定時(shí)控制等多功能和手段。與傳統(tǒng)家居相比較，智能家居不僅具有普通家居的居住功能，還兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、便利、舒適、安全、環(huán)保的居住環(huán)境，提供全方位的信息交互功能。幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，

20、幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性，甚至還為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金。</p><p>　　智慧家居概念的起源很早，但一直未有具體的建筑案例出現(xiàn)，直到1984年美國聯(lián)合科技公司（United Technologies Building System）將建筑設(shè)備信息化、整合化概念應(yīng)用于美國康乃迪克州（conneticut）哈特佛市（Hartford）的CityPlaceBuilding時(shí)，才出現(xiàn)了首棟的“智能型

21、建筑”，從此就解開了全世界各國相爭建造智能家居的序幕[1]。</p><p>　　第二節(jié) 國內(nèi)外智能家居的發(fā)展?fàn)顩r </p><p>　　一、國內(nèi)智能家居的現(xiàn)狀</p><p>　　智能家居作為一個(gè)新生產(chǎn)業(yè)，處于一個(gè)導(dǎo)入期和成長期的臨界點(diǎn)，市場(chǎng)消費(fèi)觀念還未形成，但隨著智能家居市場(chǎng)推廣普及的進(jìn)一步落實(shí)，培育起消費(fèi)者的使用興趣，智能家居市場(chǎng)的消費(fèi)潛力必然是巨大的，產(chǎn)業(yè)前

22、景是光明的。正因?yàn)槿绱?，國?nèi)相關(guān)企業(yè)越來越重視對(duì)智能家居行業(yè)市場(chǎng)的研究。智能家居至今在我國已經(jīng)經(jīng)歷了近12年的發(fā)展，從人們最初的夢(mèng)想，到今天真實(shí)的走進(jìn)我們的生活，經(jīng)歷了一個(gè)艱難的過程。</p><p>　　智能家居在我國的發(fā)展經(jīng)歷大致可以分為四個(gè)階段：萌芽期、開創(chuàng)期、徘徊期和融合演變期。萌芽期是智能家居在我國的第一個(gè)發(fā)展階段，整個(gè)行業(yè)還處于一個(gè)熟悉概念和認(rèn)識(shí)產(chǎn)品的階段；開創(chuàng)期期間我國成立了多家智能家居研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)

23、。智能家居的市場(chǎng)營銷、技術(shù)培訓(xùn)體系逐漸完善起來；徘徊期由于在開創(chuàng)期期間智能家居企業(yè)的野蠻成長和惡性競(jìng)爭，給智能家居行業(yè)帶來了極大的負(fù)面影響。同時(shí)，國外智能家居品牌局部進(jìn)入中國市場(chǎng)；融合演變期市場(chǎng)明顯出現(xiàn)增長的勢(shì)頭，在2011年以后，智能家居一方面進(jìn)入一個(gè)相對(duì)快速的發(fā)展階段，另一反面協(xié)議與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開始主動(dòng)互通和融合，使智能家居行業(yè)的發(fā)展更加快速。</p><p><b>　　二、國內(nèi)的相關(guān)政策</b

24、></p><p>　　截止2013年，全球范圍內(nèi)信息技術(shù)創(chuàng)新不斷加快，信息領(lǐng)域的新產(chǎn)品、新服務(wù)和新業(yè)態(tài)大量涌現(xiàn)，不斷激發(fā)新的消費(fèi)需求，成為日益活躍的消費(fèi)熱點(diǎn)。我國的市場(chǎng)規(guī)模非常的龐大，也正處于居民消費(fèi)升級(jí)和信息化、工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化加快融合發(fā)展的階段，信息消費(fèi)具有良好的發(fā)展基礎(chǔ)和巨大的發(fā)展?jié)摿?。我國政府為了推?dòng)信息化、智能化城市發(fā)展在2013年8月14日發(fā)表了關(guān)于促進(jìn)信息消費(fèi)擴(kuò)大內(nèi)需的若干意見，大

25、力普及寬帶、寬帶提速，加快推動(dòng)信息消費(fèi)持續(xù)增長，這都為智能家居、物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　鼓勵(lì)智能終端產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)展。面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的熱點(diǎn)，加快實(shí)施智能終端產(chǎn)業(yè)化工程，支持研發(fā)智能手機(jī)、智能電視等終端產(chǎn)品，促進(jìn)終端與服務(wù)一體化發(fā)展。支持?jǐn)?shù)字家庭智能終端研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，大力推動(dòng)數(shù)字家庭示范應(yīng)用和數(shù)字家庭產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)。鼓勵(lì)整機(jī)企業(yè)與芯片、器件、軟件企業(yè)協(xié)作，研發(fā)各類新型信息消

26、費(fèi)電子產(chǎn)品。支持電信、廣電運(yùn)營單位和制造企業(yè)通過定制、集中采購等方式開展合作，帶動(dòng)智能終端產(chǎn)品競(jìng)爭力提升，夯實(shí)信息消費(fèi)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。</p><p>　　三、國外智能家居的現(xiàn)狀</p><p>　　自從世界上第一幢智能建筑1984年在美國出現(xiàn)以后，美國、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞的經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國家先后提出了各種智能家居的方案。智能家居在美國、德國、新加坡、日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家都有廣泛的應(yīng)

27、用。</p><p>　　1998年5月新加坡舉辦的“98亞洲家庭電器與電子消費(fèi)品國際展覽會(huì)”上，通過在場(chǎng)內(nèi)模擬“未來之家”，推出了新加坡模式的家庭智能化系統(tǒng)。它的系統(tǒng)功能包括三表抄送功能、安防報(bào)警功能、可視對(duì)講功能、監(jiān)控中心功能、家電控制功能、有線電視接入、電話接入、住戶信息留言功能、家庭智能控制面板、智能布線箱、寬帶網(wǎng)接入和軟件配置等。</p><p>　　比爾蓋茨的家是國外第一個(gè)使用

28、智能家居的家庭，至今已經(jīng)快有30年的歷史了，智能家居控制系統(tǒng)也逐漸進(jìn)入人們的視野中，也讓更多的人了解和嘗試這么一個(gè)新鮮的事物。</p><p>　　第三節(jié) 智能家居中的安全問題</p><p>　　隨著人們居住環(huán)境的升級(jí)，人們?cè)絹碓街匾曌约旱膫€(gè)人安全和財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)人、家庭以及住宅的小區(qū)的安全方面提出了更高的要求；同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展伴隨著城市流動(dòng)人口的急劇增加，給城市的社會(huì)治安增加了新的難

29、題，要保障小區(qū)的安全，防止偷搶事件的發(fā)生，就必須有自己的安全防范系統(tǒng)，人防的保安方式難以適應(yīng)我們的要求，智能安防已成為當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　智能家居系統(tǒng)中的安全防范措施一般包括視頻監(jiān)控、設(shè)置門禁系統(tǒng)和防盜報(bào)警。視頻監(jiān)控是對(duì)主要的出入口通道以及家中比較重要的地方進(jìn)行監(jiān)控，該方式有效地對(duì)家居環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。設(shè)置門禁系統(tǒng)，可以有效地阻止“非授權(quán)入侵”。防盜報(bào)警是在門禁系統(tǒng)中的一個(gè)擴(kuò)展功能，當(dāng)有陌生人妄想以

30、強(qiáng)硬的手段進(jìn)入到房屋內(nèi)時(shí)，我們的防盜報(bào)警系統(tǒng)可以在他觸動(dòng)門禁系統(tǒng)的同時(shí)，警報(bào)響起，當(dāng)然更加完善的系統(tǒng)還可以給房子主人發(fā)送短信，提醒他家中有陌生人闖入，同時(shí)給小區(qū)保安室也發(fā)一條短信，告知他小區(qū)有安全隱患發(fā)生。</p><p>　　智能安防系統(tǒng)也是一個(gè)不小的系統(tǒng)，在進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮到很多實(shí)實(shí)在在的問題，例如系統(tǒng)集成化問題。從當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，各類智能家居的安全防范措施的發(fā)展還處于起步階段，各有利弊，這就

31、需要我們對(duì)這些進(jìn)行總結(jié)，探索一種安全系數(shù)高、價(jià)格較低的安防系統(tǒng)，從而為人們提供一個(gè)安全、舒適的生活環(huán)境。</p><p><b>　　第四節(jié) 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要對(duì)智能家居作一個(gè)大概的介紹，這包括智能家居系統(tǒng)的功能以及智能家居在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)智能家居的發(fā)展前景是非?？春玫?。智能家居系統(tǒng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，綜合應(yīng)用了很多的技

32、術(shù)手段，包括綜合布線技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。</p><p>　　智能家居行業(yè)在國內(nèi)發(fā)展的時(shí)間也還不是很長，但是取得的成就是無可非議的，但是，智能家居各方面的功能也還不是很完善，智能家居安防系統(tǒng)就是一例，所以才有本文對(duì)家居物聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)的研究這么一個(gè)課題。</p><p>　　第二章 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居系統(tǒng)</p><p>&

33、lt;b>　　第一節(jié) 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)</b></p><p>　　物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）是由Kevin Ashton在1998年提出來的，通過射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)及激光掃描、二維碼、GPS等技術(shù)將任何物品連接成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、處理和通信，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的智能化識(shí)別和監(jiān)控。</p><p>　　物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓

34、所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。它具有普通對(duì)象設(shè)備化，自治終端互聯(lián)化和普適服務(wù)智能化3個(gè)重要特征[1]。</p><p>　　物聯(lián)網(wǎng)根據(jù)全面感知，可靠傳遞以及智能處理的三大功能需求，可以將其實(shí)現(xiàn)過程分為三層結(jié)構(gòu)：第一層為感知延伸系統(tǒng)，主要功能為采集信息和控制設(shè)備；第二層為異構(gòu)融合的泛在通信網(wǎng)絡(luò)，主要負(fù)責(zé)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通以及存儲(chǔ)處理功能；第三層為應(yīng)用和服務(wù)層，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的監(jiān)控和分析等[4]。

35、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用技術(shù)架構(gòu)可以表示為圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用技術(shù)架構(gòu)</p><p>　　第二節(jié) IEEE 802.5.4/ZigBee無線通信標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　一、IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)簡介</p><p>　　IEEE 802.15.4是一種結(jié)構(gòu)、低成本、低功耗的無線通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。它具備如下特

36、征：（1）實(shí)現(xiàn)20kb/s、40kb/s、100kb/s、250kb/s四種不同的傳輸速率。（2）支持星型和點(diǎn)到點(diǎn)兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。（3）在網(wǎng)絡(luò)中采取兩種地址方式：16位地址和64位地址。其中16位地址是有協(xié)調(diào)器分配的，64位地址是全球唯一的擴(kuò)展地址。（4）采用可選的時(shí)槽保障（GTS）機(jī)制。（5）采用帶沖突避免的載波偵聽多路訪問（CSMA-CA）的信道訪問機(jī)制。（6）支持ACK機(jī)制以保證可靠傳輸。（7）低功耗機(jī)制。（8）鏈路能量檢測(cè)（ED，

37、Energy Detection）。（9）鏈路質(zhì)量指示。（10）工作在ISM頻段上，其中在2.4GHz波段上有16個(gè)信道，在915MHz波段上有30個(gè)信道，在868MHz上有3個(gè)信道。（11）數(shù)據(jù)安全策略。</p><p>　　在IEEE 802.15.4中定義了兩種設(shè)備：全功能設(shè)備（FFD）和精簡功能設(shè)備（RFD）。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，全功能設(shè)備可以擔(dān)任協(xié)調(diào)器、路由器和終端節(jié)點(diǎn)的角色，在擔(dān)任協(xié)調(diào)器時(shí)主要負(fù)責(zé)組建

38、網(wǎng)絡(luò)；精簡功能設(shè)備擔(dān)任只能擔(dān)任路由器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)的角色，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控的工作[5]。</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2.2所示：</p><p>　　圖2.2 星型和點(diǎn)到點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)</p><p>　　IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)定義了物理層和MAC子層，符合開放系統(tǒng)互連模型（OSI）。物理層包括射頻收發(fā)器和底層控制模塊，MAC子層為高層提供

39、訪問物理信道的服務(wù)接口[5]。圖2.3表明了協(xié)議層次之間的關(guān)系。</p><p>　　圖2.3 IEEE 802.15.4協(xié)議棧架構(gòu)</p><p>　　在MAC子層之上的高層包括網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，對(duì)于不同高層協(xié)議，也可以通過邏輯鏈路控制子層（LLC，Logical Link Control）以及特定服務(wù)聚合子層（SSCS）來訪問MAC子層。</p><p>　　二、

40、ZigBee標(biāo)準(zhǔn)簡介</p><p>　　ZigBee是一種標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)定義了短距離、低數(shù)據(jù)傳輸速率無線通信所需要的一系列通信協(xié)議[1]。基于ZigBee的無線網(wǎng)絡(luò)所使用的工作頻段為868MHz、915MHz和2.4GHz，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為250kbps。</p><p>　　ZigBee網(wǎng)絡(luò)層功能實(shí)現(xiàn)</p><p>　　ZigBee標(biāo)準(zhǔn)確定了ZigBee網(wǎng)絡(luò)中

41、的三種設(shè)備：ZigBee協(xié)調(diào)器、ZigBee路由器和ZigBee終端設(shè)備。每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)都必須包括一臺(tái)ZigBee協(xié)調(diào)器，它負(fù)責(zé)建立并啟動(dòng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其中包括選擇適合的射頻信道、唯一的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符等一系列操作。ZigBee路由器作為遠(yuǎn)程設(shè)備之間的中繼器來進(jìn)行通信，能夠用來拓展網(wǎng)絡(luò)的范圍，負(fù)責(zé)搜尋網(wǎng)絡(luò)路徑在任意兩個(gè)設(shè)備之間建立端到端的傳輸。ZigBee終端設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)中的終端節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集。</p><p><b

42、>　　ZigBee組網(wǎng)</b></p><p>　　組建一個(gè)完整的ZigBee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)包括兩個(gè)步驟：網(wǎng)絡(luò)初始化、節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)，其中節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)又包括了兩個(gè)步驟：通過與協(xié)調(diào)器連接入網(wǎng)和通過已有的父節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)。</p><p>　　ZigBee網(wǎng)絡(luò)的建立是由網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器發(fā)起的，任何一個(gè)ZigBee節(jié)點(diǎn)要組建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)必須要滿足兩個(gè)條件：（1）節(jié)點(diǎn)是全功能設(shè)備（FFD）；具備ZigB

43、ee協(xié)調(diào)器的能力；（2）節(jié)點(diǎn)還沒有與其他網(wǎng)絡(luò)連接，當(dāng)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)與其他網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，此節(jié)點(diǎn)只能作為該該網(wǎng)絡(luò)的子節(jié)點(diǎn)，因?yàn)橐粋€(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中有且只有一個(gè)協(xié)調(diào)器[6]。</p><p>　　ZigBee組網(wǎng)的流程如圖2.4所示：</p><p>　　圖2.4 ZigBee組網(wǎng)流程圖</p><p><b>　　ZigBee的特點(diǎn)</b></p&

44、gt;<p>　　總得來說ZigBee技術(shù)具有如下特點(diǎn)：（1）高可靠性。ZigBee聯(lián)盟在制定ZigBee規(guī)范時(shí)已經(jīng)考慮到數(shù)據(jù)在傳輸過程中的內(nèi)在的不確定性，采取了一系列措施來提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，主要包括：物理層兼容搞可靠的短距離無線通信協(xié)議IEEE 802.15.4同時(shí)使用OQPSK和DSSS技術(shù)；使用CSMA-CA技術(shù)來解決數(shù)據(jù)沖突問題；使用16-bits CRC來確保數(shù)據(jù)的正確性；使用帶應(yīng)答的數(shù)據(jù)傳輸方式來確保數(shù)據(jù)正

45、確的傳輸目的地址；采用星型網(wǎng)絡(luò)盡量保證數(shù)據(jù)可以沿著不同的傳輸路徑從源地址到達(dá)目的地址。（2）低成本、低功耗。低功耗只是針對(duì)終端節(jié)點(diǎn)而言的，因?yàn)橹挥薪K端節(jié)點(diǎn)才可以定時(shí)休眠，而協(xié)調(diào)器和路由器節(jié)點(diǎn)必須一直供電；ZigBee模塊成本低，大量布點(diǎn)比較經(jīng)濟(jì)，一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)可以管理高達(dá)255個(gè)節(jié)點(diǎn)。（3）高安全性。（4）低數(shù)據(jù)速率。</p><p>　　第三節(jié) 家居物聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)的研究</p><p>&

46、lt;b>　　一、家居物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)</b></p><p>　　隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應(yīng)用方案也不斷被人們所接受。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用克服了傳統(tǒng)家居布線困難、維護(hù)難度大和停電易造成系統(tǒng)癱瘓等問題。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也為智能家居引入了新的概念和發(fā)展空[7]。</p><p>　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是由許多個(gè)功能相同或者是不同的無線傳感器節(jié)點(diǎn)通過自組方式形成的無線網(wǎng)絡(luò)，具

47、有檢測(cè)精度高、低功耗、低成本、實(shí)時(shí)性好、高容量和覆蓋面積大等顯著的優(yōu)點(diǎn)?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線通信技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電力自動(dòng)化、信息集成、智能傳感和電力電子技術(shù)等技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)[8]，將所有不同的設(shè)備應(yīng)用和綜合功能互連于一體，以無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，連接智能傳感器，設(shè)計(jì)“物—物”和“人—物”相聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠把家居電氣信息、家居防盜信息、家居電器信息和家居環(huán)境等信息整合與共享，能夠?qū)崿F(xiàn)人們對(duì)物的遠(yuǎn)程監(jiān)

48、控，建立智能化高效率的現(xiàn)代化家居生活環(huán)境[7]。</p><p>　　利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)智能家居電器控制系統(tǒng)總體框圖如圖2.5所示：</p><p>　　圖2.5 智能家居電器控制系統(tǒng)總體框圖</p><p>　　二、系統(tǒng)安全問題的研究</p><p>　　智能家居系統(tǒng)的功能非常的強(qiáng)大，而系統(tǒng)的安全問題也是必須優(yōu)先考慮的一點(diǎn)。安防監(jiān)控系統(tǒng)是智

49、能家居系統(tǒng)中保證家居生活安全的一個(gè)系統(tǒng)，其包括個(gè)人安全和財(cái)產(chǎn)安全。傳統(tǒng)的人防的保安方式已經(jīng)難以適應(yīng)我們對(duì)家居安全的要求，所以智能安防成為了當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)。</p><p>　　智能安防系統(tǒng)主要包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)和電器安全控制和檢測(cè)系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、安全：安防系統(tǒng)可以對(duì)陌生人入侵、煤氣泄漏、火災(zāi)等情況提前及時(shí)發(fā)現(xiàn)并通知主人。2、簡單：操作非常簡單，可以通過遠(yuǎn)程遙控器或

50、者門口控制器進(jìn)行布防或者撒放。3、實(shí)用：視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以依靠安裝在室外的攝像機(jī)可以有效地防止小偷進(jìn)一步行動(dòng)，并且可以在事后取證給警方提供有利的證據(jù)。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)智能安防的技術(shù)很多，但都各有利弊，并且技術(shù)不是很成熟，本文研究的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的安防系統(tǒng)，是當(dāng)前最為流行的一種技術(shù)方式，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用在智能家居安全系統(tǒng)中可以避免大面積的布線，又可以大量布點(diǎn)，并且可以降低成本。</p>&l

51、t;p><b>　　第四節(jié) 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章介紹物聯(lián)網(wǎng)的起源和發(fā)展、它所具備的核心技術(shù)和重要特點(diǎn)。也正因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)具有那些特點(diǎn)，使物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展非常迅猛，技術(shù)更是不斷成熟，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。</p><p>　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上的一些優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)家居中存在的一下困難。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在智能家居系統(tǒng)中，給智能家居引入了很多新的概念，并給智能

52、家居的發(fā)展留下了新的空間，同時(shí)智能家居系統(tǒng)功能會(huì)更加強(qiáng)大，更加完善，使人們的家居生活更加舒適，更加人性化?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)把智能家居行業(yè)帶到一個(gè)嶄新的舞臺(tái)，這也會(huì)是行業(yè)發(fā)展的一種趨勢(shì)和熱點(diǎn)。</p><p>　　最后介紹基于物聯(lián)網(wǎng)智能家居的安全系統(tǒng)，安全問題應(yīng)該是智能家居系統(tǒng)最重要、最優(yōu)先考慮的一個(gè)問題，因?yàn)樗械募揖由钜樌_展，必須的保證家居生活的安全。只有不存在安全隱患的情況下，所有的功

53、能才有實(shí)現(xiàn)的意義，所以本設(shè)計(jì)重點(diǎn)研究智能家居系統(tǒng)的安全性能。</p><p>　　第三章 課題的硬件描述</p><p><b>　　第一節(jié) 設(shè)計(jì)總框圖</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)通過組建一個(gè)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。該ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和一個(gè)終端設(shè)備，這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都是用TI公司的CC2530

54、芯片搭建的開發(fā)板構(gòu)成的，這兩個(gè)開發(fā)板是一樣的，只是在使用的時(shí)候，通過燒錄不同的程序代碼，使它們實(shí)現(xiàn)不同的功能</p><p>　　本文采用的ZigBee技術(shù)有個(gè)優(yōu)點(diǎn)是低功耗，這里只需要兩節(jié)5號(hào)電池就可以支持長達(dá)6個(gè)月到2年左右的使用時(shí)間[9]。所以不需要設(shè)計(jì)專門的電源模塊供電，那樣在使用過程中也是十分的不方便，除了用電池供電外，還有一種方法，就是用太陽能電池對(duì)節(jié)點(diǎn)供電，在這里就不介紹太陽能電池供電的情況了。<

55、;/p><p>　　圖3.1 設(shè)計(jì)總框圖</p><p>　　第二節(jié) CC2530芯片及最其小系統(tǒng)介紹</p><p>　　一、CC2530芯片簡介</p><p>　　CC2530是用于2.4GHz的IEEE 802.15.4、ZigBee和RF4CE應(yīng)用的一個(gè)真正的片上系統(tǒng)（SoC）解決方案。它能夠以非常低的總得材料成本建立強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。C

56、C2530結(jié)合了領(lǐng)先的RF收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型8051CPU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8KB RAM和許多其他強(qiáng)大的功能。CC2530有四種不同的閃存版本：CC2530F32/64/128/256，分別具有32/64/128/256KB的閃存。CC2530具有不同的運(yùn)行模式，使得它尤其適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng)。運(yùn)行模式之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間短進(jìn)一步確保了低功耗能源消耗。</p><p>　　CC2530內(nèi)在集成的模

57、塊大致可以分為三種類型：CPU和內(nèi)存相關(guān)的模塊；外設(shè)、時(shí)鐘和電源管理相關(guān)的模塊；無線電相關(guān)的模塊。</p><p>　　CC2530采用6mm*6mm的QFN40封裝，CC2530功能引腳圖如圖3.2所示：</p><p>　　圖3.2 CC2530功能引腳圖</p><p>　　CC2530共有4個(gè)定時(shí)器。定時(shí)器1是一個(gè)獨(dú)立的16為定時(shí)器，支持典型定時(shí)/計(jì)數(shù)功能，

58、定時(shí)器有五個(gè)獨(dú)立的捕獲/比較通道，每個(gè)通道定時(shí)器使用一個(gè)I/O引腳。定時(shí)器用于范圍廣泛的控制和測(cè)量應(yīng)用。定時(shí)器2是一個(gè)24位的睡眠定時(shí)器，運(yùn)行在一個(gè)32KHz的時(shí)鐘頻率上，定時(shí)器在復(fù)位之后立即啟動(dòng)，如果沒有中斷就繼續(xù)運(yùn)行。定時(shí)器的當(dāng)前值可以從SFR寄存器ST2：ST1：ST0中讀取。定時(shí)器3和4是兩個(gè)8位的定時(shí)器，每個(gè)定時(shí)器有兩個(gè)獨(dú)立的比較通道，每個(gè)通道上使用一個(gè)I/O引腳，定時(shí)器3/4的特性有：（1）兩個(gè)捕獲/比較通道；（2）設(shè)置、清

59、除或切換輸出比較；（3）時(shí)鐘分頻器，可以被1、2、4、8、16、32、64、128整除；（4）在每次捕獲/比較和最終計(jì)數(shù)事件發(fā)生時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求；（5）DMA觸發(fā)功能。</p><p>　　二、CC2530最小系統(tǒng)組成</p><p>　　CC2530最小系統(tǒng)的構(gòu)建是保證CC2530能夠?qū)崿F(xiàn)其所有功能的前提條件，該芯片只需要少許的外部器件就能夠完成其最小系統(tǒng)的搭建。CC2530最小系統(tǒng)電路圖

60、如圖3.3所示：</p><p>　　圖3.3最小系統(tǒng)電路圖</p><p><b>　　1、晶振電路</b></p><p>　　CC2530需要兩個(gè)晶振電路，一個(gè)32MHz的和一個(gè)32.768MHz的，晶振電路的接口如圖3.4所示：</p><p>　　圖3.4 晶振電路接口圖</p><p>

61、;<b>　　2、天線電路</b></p><p>　　在基于ZigBee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中，天線電路的設(shè)計(jì)較為重要，因?yàn)檫@涉及射頻通路指標(biāo)是否優(yōu)良，對(duì)通信距離、系統(tǒng)功耗都有較大的影響。本文的天線電路設(shè)計(jì)如圖3.5所示：</p><p><b>　　圖3.5 天線電路</b></p><p>　　第三節(jié) 功能模

62、塊介紹</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要涉及到溫濕度檢測(cè)模塊、毒煙檢測(cè)傳感器模塊、人體紅外探測(cè)模塊、光敏傳感器模塊、液晶顯示模塊和繼電器。</p><p><b>　　一、溫濕度檢測(cè)模塊</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)溫濕度檢測(cè)采用的是DHT11溫濕度傳感器，這是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器[10]。它應(yīng)用專門的數(shù)字模塊采集技

63、術(shù)和溫濕度傳感器技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕器元件和一個(gè)NTC測(cè)濕元件，[11]并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因?yàn)樵摦a(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　　傳感器性能說明</b></p><p>　　傳感器性能說明如表3.1所示：</p><p>

64、　　表3.1 傳感器性能說明</p><p>　　溫濕度檢測(cè)模塊原理圖</p><p>　　溫濕度檢測(cè)模塊原理圖如圖3.6所示：</p><p>　　圖3.6 溫濕度檢測(cè)模塊原理圖</p><p><b>　　二、煙霧檢測(cè)模塊</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)煙霧檢測(cè)采用的是MQ-2煙霧傳感器。

65、MQ-2氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。MQ-2氣體傳感器對(duì)液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對(duì)天然氣和其它可燃蒸汽的檢測(cè)也很理想。這種傳感器可檢測(cè)多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。MQ-2的主要特征如下：</p><

66、;p>　　工作溫度：-10℃～+50℃</p><p>　　報(bào)警濃度：0.65～15.5%FT</p><p>　　工作濕度：10～90%</p><p>　　工作電源：12VDC/9VDC</p><p>　　信號(hào)輸出：常開/常閉</p><p><b>　　安裝方式：吸頂</b><

67、/p><p><b>　　外殼：阻燃樹脂</b></p><p>　　產(chǎn)品尺寸：直徑105mm 厚度32mm</p><p>　　MQ-2氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖3.7所示：</p><p>　　圖3.7 MQ-2氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形圖</p><p>　　根據(jù)MQ-2的工作原理（其電導(dǎo)率隨著氣體濃度

68、的增大而增大，其電阻是電導(dǎo)率的倒數(shù)，所以隨著煙霧濃度的增大其電阻是減小的）并且參考圖MQ-2Datasheet上的測(cè)試電路，在根據(jù)圖3.7的電路圖，可以得到煙霧傳感器的輸出電壓如式3.1所示。</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　三、人體紅外探測(cè)模塊</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用HC-SR501人體感應(yīng)模塊進(jìn)行

69、人體探測(cè)，HC-SR501是基于紅外線技術(shù)的自動(dòng)控制模塊，采用德國原裝進(jìn)口的LHI778探頭設(shè)計(jì)，靈敏度高，可靠性強(qiáng)，超低電壓工作模式，廣泛應(yīng)用于各類自動(dòng)感應(yīng)電器設(shè)備，尤其是干電池供電的自動(dòng)控制產(chǎn)品。</p><p>　　HC-SR501人體感應(yīng)模塊的電氣參數(shù)如表3.2所示：</p><p><b>　　表3.2 電氣參數(shù)</b></p><p&g

70、t;　　HC-SR501人體感應(yīng)模塊的功能特點(diǎn)如下：</p><p>　　全自動(dòng)感應(yīng)：人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平。</p><p>　　光敏控制（可選擇，出產(chǎn)是未設(shè)置）可設(shè)置光敏控制，白天或光線強(qiáng)時(shí)不感應(yīng)。</p><p>　　兩種觸發(fā)方式：一種是不可重復(fù)觸發(fā)方式，即感應(yīng)輸出高電平后，延時(shí)時(shí)間段一結(jié)束，輸出將自動(dòng)從高

71、電平編程低電平；另一種是可重復(fù)觸發(fā)方式，即感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍內(nèi)，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖絒12]。</p><p>　　具有感應(yīng)封鎖時(shí)間（默認(rèn)設(shè)置2.5S的封鎖時(shí)間）：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后（高電平變成低電平），可以緊跟著設(shè)置一個(gè)封鎖時(shí)間段，在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接受任何感應(yīng)信號(hào)[13]。此功能可以實(shí)現(xiàn)“感應(yīng)輸出時(shí)間”和“封鎖時(shí)間”兩者的

72、間隔工作，可應(yīng)用于間隔探測(cè)產(chǎn)品，同時(shí)此功能可有效的抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。（此時(shí)間可設(shè)置在零點(diǎn)幾秒至幾十秒）[14]。</p><p>　　微功耗：靜態(tài)電流<50微安，特別適合干電池供電的自動(dòng)控制產(chǎn)品。</p><p>　　輸出高電平信號(hào)：可方便與各類電路實(shí)現(xiàn)對(duì)接。</p><p>　　HC-SR501人體感應(yīng)模塊的電路如圖3.8所示：</p&

73、gt;<p>　　圖3.8 人體感應(yīng)模塊電路</p><p><b>　　四、光敏傳感器模塊</b></p><p>　　光敏傳感器是利用光敏元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器，它的敏感波長在可見波長附近，包括紅外線波長和紫外線波長[15]。光傳感器不只局限于對(duì)光的探測(cè)，它還可以作為探測(cè)元件組成的其他傳感器，對(duì)許多非電量進(jìn)行檢測(cè)，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信

74、號(hào)的變化即可。</p><p>　　光敏傳感器中最簡單的電子器件是光敏電阻，它能感應(yīng)光線的明暗變化，輸出微弱的電信號(hào)，通過簡單電子線路的放大處理，可以控制LED燈具的自動(dòng)開關(guān)。因此自動(dòng)控制、家用電器中得到廣泛的應(yīng)用[16]。</p><p>　　光敏傳感器模塊電路圖如圖3.9所示：</p><p>　　圖3.9 光敏傳感器模塊電路圖</p><p

75、><b>　　五、顯示模塊</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)顯示模塊采用的是OLED，即有機(jī)發(fā)光二極管（Organic Light-Emitting Diode），又稱為有機(jī)激光顯示。OLED由于同時(shí)具備自發(fā)光，不需要光源、對(duì)比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲線面板、使用溫度范圍廣、構(gòu)造及制程比較簡單等優(yōu)點(diǎn)。被認(rèn)為是下一代的平面器新興應(yīng)用技術(shù)。</p>&l

76、t;p>　　LCD都需要背光，而OLED不需要，因?yàn)樗亲园l(fā)光的。這樣同樣的顯示，OLED效果要來得好一些。以目前的技術(shù)，OLED的尺寸還難以大型化，但是分辨率卻可以做到很高。在本次設(shè)計(jì)中，使用的是ALINETEK的OLED顯示模塊，該模塊有一下的特點(diǎn)：</p><p>　　模塊有單色和雙色兩種可選，單色為純藍(lán)色，雙色是黃藍(lán)兩色。</p><p>　　尺寸小，顯示尺寸為0.96寸，而

77、模塊的尺寸僅為27mm*26mm大小。</p><p>　　高分辨率，該模塊的分辨率為128*64。</p><p>　　多種接口方式，該模塊提供了總共5種接口包括：6800、8080兩種并行接口方式、3線或4線的串行SPI接口方式、IIC接口方式（只需要兩根線就可以控制OLED了）。</p><p>　　不需要高電壓，直接接3.3V就可以工作了。</p>

78、;<p>　　5種模式通過模塊的BSO~2設(shè)置，BSO~2的設(shè)置與模塊接口模式的關(guān)系如表3.3所示</p><p>　　表3.3 設(shè)置5種模式與模塊接口的關(guān)系</p><p>　　顯示模塊的原理圖如圖3.10所示：</p><p>　　圖3.10 顯示模塊原理圖</p><p>　　該模塊采用8*2的2.54排針與外部連接，總共

79、有16個(gè)管腳，在16條線中，我們只用了15條，有一個(gè)是懸空的。15條線中，電源和地線占了2條，還剩下13條信號(hào)線。在不同模式下，我們需要的信號(hào)線數(shù)量是不同的，在8080模式下，需要全部13條，而在IIC模式下，僅需要2條線就夠了！這其中有一條是共同的，那就是復(fù)位線RST（RES），RST上的低電平，將導(dǎo)致OLED復(fù)位，在每次初始化之前，都應(yīng)該復(fù)位一下OLED模塊。</p><p>　　模塊的8080并行接口的發(fā)明

80、者是INTEL，該總線也被廣泛應(yīng)用于各類液晶顯示器，ALIENTEK OLED模塊也提供了這種接口，使得MCU可以快速的訪問OLED。ALIENTEK OLED模塊的8080接口方式需要如下一些信號(hào)線：</p><p>　　CS：OLED片選信號(hào)。</p><p>　　WR：向OLED寫入數(shù)據(jù)。</p><p>　　RD：從OLED讀取數(shù)據(jù)。</p>

81、<p>　　D[7：0]：8位雙向數(shù)據(jù)線。</p><p>　　RST(RES)：硬復(fù)位OLED。</p><p>　　DC：命令/數(shù)據(jù)標(biāo)志（0，讀寫命令；1，讀寫數(shù)據(jù)）。</p><p><b>　　六、繼電器模塊</b></p><p>　　繼電器是具有隔離功能的自動(dòng)開關(guān)元件，廣泛應(yīng)用于遙控、遙測(cè)、通訊、自

82、動(dòng)控制、機(jī)電一體化及電力電子設(shè)備中，是最重要的控制元件之一[17]。繼電器一般都有能反映一定輸入變量（如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等）的感應(yīng)機(jī)構(gòu)（輸入部分）；在繼電器的輸入部分和輸出部分之間，還有對(duì)輸入量進(jìn)行耦合隔離，功能處理和對(duì)輸出部分進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的中間機(jī)構(gòu)（驅(qū)動(dòng)部分）[17]。</p><p>　　由于家電電器工作電壓是220V，而單片機(jī)工作電壓是5V，因而監(jiān)控家電時(shí)需要引入繼電器。繼電器

83、是一種控制器件。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。當(dāng)收到特定的短信要把家電打開時(shí)，MCU通過打開繼電器給插座上電，即可打開家電，當(dāng)需要關(guān)閉家電時(shí)，也是通過繼電器關(guān)閉家電。</p><p>　　CC2530是一個(gè)弱電器件,一般情況下它們大都工作

84、在電壓為5V甚至更低、驅(qū)動(dòng)電流在mA級(jí)以下，而要把它的輸出用于一些大功率場(chǎng)合，比如控制步進(jìn)電機(jī)，很顯然是不可行的。因此，就要設(shè)計(jì)一個(gè)環(huán)節(jié)來銜接，這個(gè)銜接環(huán)節(jié)就是“功率驅(qū)動(dòng)”。一個(gè)典型簡單的功率驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)就是繼電器的驅(qū)動(dòng)。此處，繼電器驅(qū)動(dòng)含有兩層意思：一是通過GPIO口對(duì)繼電器本身進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因?yàn)槔^電器對(duì)于CC2530來說是一個(gè)功率器件；另一個(gè)就是繼電器去驅(qū)動(dòng)其它負(fù)載，比如繼電器可以驅(qū)動(dòng)中間繼電器，也可以直接驅(qū)動(dòng)接觸器，因此繼電器驅(qū)動(dòng)就是CC

85、2530與其塔大功率負(fù)載的接口。CC2530的I/O口輸出電壓高電平為3.3V，直接接上繼電器后電平被拉低，無法控制繼電器的閉合。三極管具有良好的信號(hào)放大功能，信號(hào)經(jīng)過三極管的放大后，再接入繼電器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器的控制，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電路的控制[18]。</p><p>　　繼電器的原理圖如圖3.11所示：</p><p>　　圖3.11 繼電器原理圖</p><p&

86、gt;　　繼電器模塊的電路圖如圖3.12所示：</p><p>　　圖3.12 繼電器模塊電路圖</p><p><b>　　第四節(jié) 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章通過對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居的分析，確定了系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)，然后針對(duì)其方案進(jìn)行軟硬件選型。首先是確定以CC2530為主控芯片的開發(fā)板作為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，一個(gè)為協(xié)調(diào)器，主要負(fù)責(zé)

87、組建網(wǎng)絡(luò)；一個(gè)為終端節(jié)點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)控制各個(gè)功能模塊進(jìn)行功能實(shí)現(xiàn)，并向協(xié)調(diào)器發(fā)送信息。然后確定了該方案所涉及到的功能模塊（主要包括溫濕度檢測(cè)模塊、煙霧檢測(cè)模塊、人體感應(yīng)模塊、光電傳感模塊、顯示模塊和繼電器模塊），對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行分析，最后確定各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)。</p><p>　　第四章 課題的軟件描述</p><p><b>　　第一節(jié) 總體流程</b><

88、/p><p>　　現(xiàn)代家居理念倡導(dǎo)低碳環(huán)保，要求在低能耗的條件下完成家居生活的智能化革命。本系統(tǒng)的傳感器單元采集、傳輸數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)為周期工作，系統(tǒng)各傳感元件狀態(tài)可分為工作狀態(tài)和休眠狀態(tài)。整個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分為三種類型：底層普通節(jié)點(diǎn)、簇中心節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。一般的傳感器節(jié)點(diǎn)和控制節(jié)點(diǎn)作為底層普通節(jié)點(diǎn)，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過簇中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行收集轉(zhuǎn)發(fā)和協(xié)調(diào)，再經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器到達(dá)監(jiān)控中心服務(wù)器。設(shè)計(jì)總的流程圖如圖4.1所示：</p&

89、gt;<p>　　圖4.1 總體流程圖</p><p>　　第二節(jié) 無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　一、無線傳感器和控制節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　無線傳感器和無線控制節(jié)點(diǎn)都是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的底層的普通節(jié)點(diǎn)，承擔(dān)了智能家居環(huán)境參數(shù)的采集和執(zhí)行器件的控制任務(wù)。作為底層普通節(jié)點(diǎn)的無線通信模塊，當(dāng)節(jié)點(diǎn)初始化后，它會(huì)依據(jù)ZigBee協(xié)議搜尋網(wǎng)絡(luò)

90、，并請(qǐng)求加入節(jié)點(diǎn)。請(qǐng)求得到確定后，節(jié)點(diǎn)會(huì)將自身的地址發(fā)送給協(xié)調(diào)器，并自動(dòng)與協(xié)調(diào)器建立綁定。在接收到數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求之后，無線傳感器節(jié)點(diǎn)就會(huì)將采集的環(huán)境數(shù)據(jù)值按時(shí)傳給協(xié)調(diào)器，無線控制節(jié)點(diǎn)則接收協(xié)調(diào)器的控制命令對(duì)執(zhí)行器件進(jìn)行相應(yīng)的控制輸出[19]。該節(jié)點(diǎn)的軟件流程如圖4.2所示：</p><p>　　圖4.2 終端節(jié)點(diǎn)軟件流程圖</p><p>　　二、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)</p>

91、<p>　　網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)接收由簇網(wǎng)絡(luò)的簇中心節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)并及時(shí)傳送給鍵控中心服務(wù)器，同時(shí)接收監(jiān)控中心服務(wù)器的控制命令，通過簇節(jié)點(diǎn)發(fā)送給無線控制節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器在完成初始化后，則新建無線網(wǎng)絡(luò)，如果新建網(wǎng)絡(luò)成功，允許網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器設(shè)定為綁定[19]。此時(shí)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器檢測(cè)是否有節(jié)點(diǎn)要求加入網(wǎng)絡(luò)，如果接受到節(jié)點(diǎn)的加入請(qǐng)求，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器會(huì)記錄下節(jié)點(diǎn)的地址，并建立綁定，同時(shí)向各節(jié)點(diǎn)發(fā)出傳送數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的軟件流程圖如圖4.3所示：<

92、;/p><p>　　圖4.3 協(xié)調(diào)器軟件流程圖</p><p>　　第三節(jié) 功能模塊的軟件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、煙霧檢測(cè)模塊</b></p><p>　　MQ-2氣體傳感器可檢測(cè)多種可燃性氣體，當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃性氣體時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化

93、轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出電壓信號(hào)[15]。根據(jù)傳感器輸出的電壓大小判斷環(huán)境中可燃性氣體濃度的大小。</p><p>　　MQ-2氣體傳感器輸出的是電壓信號(hào)，處理器要把相應(yīng)的電壓值轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)值，CC2530自帶了A/D轉(zhuǎn)換的功能，A/D轉(zhuǎn)換芯片在嵌入式系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的設(shè)備文件中，首先系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)打開嵌入式設(shè)備中的A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備，打開設(shè)備失敗返回-1，以后的系統(tǒng)函數(shù)就可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。</p>

94、<p>　　如圖3.7所示，MQ-2其他傳感器有6只針狀管引腳，其中4個(gè)用于信號(hào)輸出，2個(gè)用于提供加熱電流。設(shè)傳感器表面電阻是Rs，它是通過與其串聯(lián)的負(fù)載電阻RL上的有效電壓信號(hào)輸出獲得的，參考MQ-2datasheet 可得二者之間的關(guān)系如式4.1所示：</p><p><b>　　（4.1）</b></p><p>　　根據(jù)式4.1以及MQ-2的工作原理

95、（其電導(dǎo)率隨著氣體濃度的增大而增大，其電阻式電導(dǎo)率的倒數(shù)，所以電阻是減小的，其特性相當(dāng)于一個(gè)滑動(dòng)變阻器），可以得到式4.2。</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　Vc為回路電壓即電源電壓，其加在MQ-2傳感器的1腳、3腳之間，Vout是傳感器4腳、6腳輸出電壓，R3為傳感器的體電阻。若氣體濃度上升，必將導(dǎo)致R3下降。而R3的下降則會(huì)導(dǎo)致

96、MQ-2的4腳、6腳對(duì)地輸出的電壓增大，所以氣體濃度增大，其輸出電壓也會(huì)增大。</p><p>　　CC2530開發(fā)板的A/D轉(zhuǎn)換器會(huì)把輸入的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成0-1023之間的數(shù)字，轉(zhuǎn)換成的數(shù)字越大，說明電壓越大即煙霧濃度越大。假設(shè)程序中經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字是C，在程序中可以設(shè)兩個(gè)值C1、C2，假設(shè)C1=400，C2 =800，若C>C1，系統(tǒng)把室內(nèi)的抽風(fēng)機(jī)打開，把有害氣體排出室外，若C>C2，系

97、統(tǒng)把蜂鳴器開起，進(jìn)行報(bào)警。</p><p>　　此煙霧報(bào)警模塊的程序流程圖如圖4.4所示。</p><p>　　圖4.4 煙霧檢測(cè)模塊程序流程圖</p><p>　　二、紅外人體感應(yīng)模塊</p><p>　　紅外人體感應(yīng)模塊在智能家居系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，可以應(yīng)用在家門外，檢測(cè)是否有陌生人靠近房屋，也可以使用在保險(xiǎn)柜處，檢測(cè)是否有人在保險(xiǎn)柜附近活動(dòng)

98、，還可以使用在窗戶邊，有效的防止小孩在窗戶邊玩耍時(shí)，不小心從窗戶掉到樓下去。本設(shè)計(jì)以預(yù)防小孩墜樓為例說明紅外人體感應(yīng)模塊的用處。</p><p>　　我們通過在窗戶附近安裝人體紅外傳感器，檢測(cè)到小孩靠近窗戶時(shí)將關(guān)閉窗戶，小孩離開窗戶后將把窗戶打開，最大限度保護(hù)小孩的安全。在模型中我們只用了一個(gè)人體紅外傳感器，還不能準(zhǔn)備判斷是大人還是小孩靠近窗戶，但在實(shí)際項(xiàng)目中可在不同高度安裝人體紅外傳感器通過高度準(zhǔn)確是大人還是小

99、孩靠近窗戶。</p><p>　　紅外傳感器正常工作時(shí)，人在進(jìn)入傳感器的檢測(cè)范圍內(nèi)，輸出高電平。當(dāng)安裝在窗戶邊的傳感器檢測(cè)到有小孩時(shí)，系統(tǒng)決定將窗戶關(guān)閉。紅外人體感應(yīng)模塊的程序流程圖如圖4.5所示：</p><p>　　圖4.5 紅外人體感應(yīng)模塊程序流程圖</p><p><b>　　三、溫濕度檢測(cè)模塊</b></p><p

100、>　　溫濕度檢測(cè)模塊是對(duì)家居環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，當(dāng)溫度過高或過低時(shí)可以通過空調(diào)控制室內(nèi)的溫度，使室內(nèi)溫度保持在一個(gè)適當(dāng)?shù)臏囟戎担煌瑯?，?dāng)室內(nèi)濕度過高或過低時(shí)，可以通過抽濕器或加濕器對(duì)室內(nèi)濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)。溫室度檢測(cè)模塊的程序流程圖如圖4.6所示：</p><p>　　圖4.6 溫濕度檢測(cè)模塊程序流程圖</p><p><b>　　第四節(jié) 本章小結(jié)</b>&

101、lt;/p><p>　　本章介紹系統(tǒng)主要環(huán)節(jié)的軟件實(shí)現(xiàn)過程，首先介紹系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)，然后介紹無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的程序?qū)崿F(xiàn)流程圖（包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)），最后介紹主要模塊的實(shí)現(xiàn)流程圖，這包括紅外人體感應(yīng)模塊、煙霧檢測(cè)模塊和溫濕度檢測(cè)模塊。</p><p><b>　　第五章 系統(tǒng)測(cè)試</b></p><p><b>　　第一

102、節(jié) 網(wǎng)絡(luò)測(cè)試</b></p><p>　　本文的無線網(wǎng)絡(luò)中包括兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，一個(gè)協(xié)調(diào)器，一個(gè)終端設(shè)備。無線網(wǎng)絡(luò)是由協(xié)調(diào)器發(fā)起的，當(dāng)給協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)上電以后，LED3燈常亮組建網(wǎng)絡(luò)成功，如圖所示5.1所示：</p><p>　　圖5.1 協(xié)調(diào)器上電組網(wǎng)</p><p>　　協(xié)調(diào)器成功組建網(wǎng)絡(luò)以后，給終端節(jié)點(diǎn)上電，剛開始led1閃亮，當(dāng)成功加入網(wǎng)絡(luò)以后，led3常亮

103、，同時(shí)在顯示屏上顯示“EndDevice:A9e3 Parent:0”,如圖5.2所示，表示終端設(shè)備的地址為：A9E3，父節(jié)點(diǎn)（也就是協(xié)調(diào)器）地址為：0。</p><p>　　圖5.2 終端設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　當(dāng)協(xié)調(diào)器突然斷電，也就網(wǎng)絡(luò)消失，這時(shí)終端設(shè)備led1和led3都閃亮，一直掃描周圍環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)存在情況。顯示屏上顯示“Assoc cnf fail”，表示加入網(wǎng)絡(luò)失敗。

104、</p><p>　　第二節(jié) 煙霧檢測(cè)模塊測(cè)試</p><p>　　煙霧報(bào)警模塊在室內(nèi)空氣質(zhì)量良好時(shí)功能模塊上的led燈是處在關(guān)閉狀態(tài)的，當(dāng)煙霧濃霧偏高時(shí)，功能模塊中的led燈打開，同時(shí)系統(tǒng)把抽風(fēng)那機(jī)打開把室內(nèi)有害氣體排出室外；當(dāng)煙霧濃度過高時(shí)，功能模塊中的led燈打開，同時(shí)啟動(dòng)蜂鳴器進(jìn)行煙霧報(bào)警。</p><p>　　在進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試時(shí)，用打火機(jī)給煙霧傳感器加煙霧，

105、測(cè)試煙霧傳感器檢測(cè)打火機(jī)有害氣體的情況進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)過測(cè)試，此功能模塊正常工作。</p><p>　　當(dāng)室內(nèi)空氣質(zhì)量良好時(shí)，功能模塊狀態(tài)如圖5.3所示：</p><p>　　圖5.3 空氣質(zhì)量良好模塊狀態(tài)(綠色led燈關(guān)閉)</p><p>　　當(dāng)室內(nèi)空氣中煙霧濃霧偏高時(shí)，功能模塊狀態(tài)如圖5.4所示：</p><p>　　圖5.4 煙霧濃度偏高

106、模塊狀態(tài)(綠色led燈亮起)</p><p>　　第三節(jié) ZigBee管理系統(tǒng)界面</p><p>　　ZigBee管理系統(tǒng)時(shí)一款對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行管理和監(jiān)控的軟件，針對(duì)不同的開發(fā)項(xiàng)目，可以設(shè)定不同的模型，本設(shè)計(jì)所用到的ZigBee管理系統(tǒng)涉及到的功能有：環(huán)境溫濕度的檢測(cè)以及溫度/濕度的趨勢(shì)曲線；煙霧檢測(cè)功能和燈控功能。ZigBee管理系統(tǒng)界面如圖5.5所示：</p>

107、<p>　　ZigBee管理系統(tǒng)就是一個(gè)上位機(jī)，能夠?qū)揖迎h(huán)境和家庭中的家電進(jìn)行控制，這很方便我們對(duì)家居環(huán)境有一個(gè)很清晰的了解，更有利于我們對(duì)家中的家用電器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)家居安防功能。</p><p>　　圖5.5是剛打開管理系統(tǒng)時(shí)的界面顯示，當(dāng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)建立起，各功能模塊都正常工作，在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，顯示的界面如圖5.6所示：</p><p>　　我們先打開管理系統(tǒng)，找

108、到串口，并打開，然后點(diǎn)擊“自動(dòng)更新”按鈕，最后按下終端設(shè)備上的S1鍵，進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，這時(shí)管理系統(tǒng)的界面上就會(huì)顯示功能模塊采集到的數(shù)據(jù)。另外，當(dāng)我們按下管理系統(tǒng)上“關(guān)閉所有燈”的按鈕時(shí)，就會(huì)對(duì)我們家居中的臺(tái)燈進(jìn)行關(guān)閉。</p><p>　　圖5.5 ZigBee 管理系統(tǒng)界面</p><p>　　圖5.6 管理系統(tǒng)監(jiān)控界面</p><p><b>　　第四節(jié)

109、 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要是對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能進(jìn)行測(cè)試，主要測(cè)試煙霧傳感器對(duì)空氣中煙霧濃度檢測(cè)和溫濕度傳感器對(duì)家居生活中溫度和濕度的檢測(cè)。另外就是測(cè)試ZigBee管理系統(tǒng)對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中功能模塊的監(jiān)控。最終測(cè)試表明，各功能模塊和管理系統(tǒng)都能正常工作。</p><p><b>　　第六章 總結(jié)</b></p><p&

110、gt;　　本文題目叫“家居物聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)的研究”，主要研究智能家居安防系統(tǒng)，但是由于條件和能力方面的限制，只做了智能家居系統(tǒng)中涉及到的很少的一部分，雖然硬件做的很簡單，但是通過這次設(shè)計(jì)，我對(duì)智能家居有了很深入的了解。</p><p>　　在設(shè)計(jì)智能家居安防系統(tǒng)之前我們需對(duì)智能家居整個(gè)系統(tǒng)有很深入的了解。因?yàn)橹悄芗揖酉到y(tǒng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是由很多子系統(tǒng)集成在一起，一起工作、統(tǒng)籌管理，最終才實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)的

111、功能。其中涉及到的很多知識(shí)與我的專業(yè)知識(shí)相距甚遠(yuǎn)，如建筑、計(jì)算機(jī)、通信等，更加涉及到很多人文的內(nèi)容。所以在作品的實(shí)現(xiàn)及論文的撰寫過程中，都遇到了比較大的困難。這也從一個(gè)側(cè)面反映了智能家居安防系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和部署過程中的難度，也就可以理解為什么智能家居系統(tǒng)沒有能被廣泛應(yīng)用。</p><p>　　本文的硬件設(shè)計(jì)涉及到很少的功能模塊，其中包括溫濕度檢測(cè)、煙霧檢測(cè)以及燈的控制；而且主要是實(shí)現(xiàn)環(huán)境安全，所以本文有很大的改進(jìn)空間