《基于无线传感器网络技术的智能家居系统的设计与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于无线传感器网络技术的智能家居系统的设计与实现（123页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、人原理工人学硕一i j 砺宄生。位论义X1 3 0 6 3 0 5基于无线传感器网络技术的智能家居系统的设计与实现摘要智能家居是利用计算机技术、控制技术、图像显示技术以及通讯技术将各种家用设施通过家庭网络连接到一起，从而为人们提供更舒适更便捷的生活。传统的智能家居一般是通过有线线路的布线方式对家用设施进行控制和通讯的，但这样的有线方式不仅使人们很难脱离各种线缆的束缚、安装成本较高，而且系统的扩展性也很差。基于无线网络技术的智能家居不仅可以摆脱线缆的束缚、降低安装成本，而且系统的扩展性也有了大幅度的提高。所以研究无线智能家居对智能家居的发展是十分必要的。本文设计的智能家居系统实现了对家庭环境的检
2、测和控制，组建了基于无线传感器网络技术的家庭网络。由于无线智能家居越来越多的倾向于低成本、低功耗、易操作、易安装的设计思路。所以本文以无线传感器网络为组网形式，使用T I 公司推出的超低功耗单片机M S P 4 3 0 F 4 4 9和低功耗无线收发芯片C C l1 0 0 为核心设计一种智能家居系统。系统安装方便，适用范围广，具有很好的实用价值。论文在查阅大量相关资料的基础上，完成了智能家居系统中主控模块，传感器模块的软硬件设计。硬件设计方面，完成单片机的选型和各模块主要组成电路的功能、设计思想和硬件原理图。软件方面，通过分析各个模块的功能，完成流程图和程序的编写。此外，本文还详细介绍了一款
3、低功耗无线收发芯片C C l l 0 0 ，并围绕C C l l 0 0 完成了无线收发模块太原理工人! 二硕上研歹it Z 位论文的软硬件设计。硬件方面，完成E e l1 0 0 的外围电路设计和单片机的接U电路设计。软件方面，完成C C l1 0 0 的寄存器设置和单片机问的S P I 通讯以及数据发送和接收，并给出了流程图和部分程序。本文另一个重点是智能家居系统网络的设计。在比较现有组网的技术的基础上，选择采用无线传感器网络技术组建智能家居内部通讯网。通过比较几种基本的网络拓扑结构，采用星型网络拓扑结构。完成了无线传感器网络通讯协议的设计，着重介绍，C C l1 0 0 的通讯协议和数据
4、包格式化，并给出了无线传感器网络数据传输的流程图和部分程序。最后，对系统进行了调试，验证了系统设计的合理性，并对论文进行了总结，指出了系统设计的不足和改进思路，为课题的进一步研究做了准备。关键字：M S P 4 3 0 F 4 4 9 ，C C l1 0 0 ，智能家居，无线传感器网络人原理上人学顽i 二影i 宄生学亿论义R e s e a r c ha n dd e s i g no fs m a r th o m es y s t e m b a s e do nW i r e l e s ss e n s o rn e t w o r kt e c h n o l o g yA B S
5、T R A C TS m a r th o m eu s ec o m p u t e rt e c h n o l o g y 、c o n t r o lt e c h n o l o g y 、i m a g ed i s p l a yt e c h n o l o g ya n dc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g yt oc o n t a c tk i n d so fc o n s t r u c t i o n sw i t hf a m i l yn e t w o r k 。T h u s ，s m a r th o m
6、ep r o v i d e sam o r ec o m f o r t a b l ea n dm o r ec o n v e n i e n tl i f ef o rp e o p l e T r a d i t i o n a ls m a r th o m eg e n e r a l l yc a r r i e so nc o n t r o la n dc o m m u n i c a t i o nw i t ht h i sm e a s u r et h a ti n s t a l lw i r el i n ec i r c u i t B u tt h i s
7、m e a s u r en o to n l ym a k ep e o p l ed i f f i c u t l yt Os e p a r a t ef r o mk i n d so fl i n e 、s p e n dt h ec o s to fi n s t a l l a t i o n ，b u ta l s os y s t e m Se x t e n s i o ni sa l s ov e r yb a d h T h es m a r th o m eb a s e do nw i r e l e s st e c h n o l o g yn o to n
8、l yb r e a ka w a yt h el i n e 、r e d u c et h ec o s to fi n s t a l l a t i o n ，m o r e o v e rs y s t e m Se x t e n s i o na l s oh a dt h el a r g es c a l ee n h a n c e m e n t T h e r e f o r et h er e s e a r c hb a s e do nw i r e l e s st h a ti sv e r ye s s e n t i a lt ot h ed e v e
9、l o p m e n to fs m a r th o m e T h es m a r th o m es y s t e mt h a tt h i sa r t i c l ed e s i g n sr e a l i z et h eh o m ee n v i r o n m e n te x a m i n a t i o na n dt h ec o n t r o l ，s e tu pb a s e do nt h ew i r e l e s ss e n s o rn e t w o r k i n gf a m i l yn e 。t w o ，r k B e c
10、a u s es i l a r th o m ，、em o r ea n dm o r el e a nt ol o wc o s t ，l o wp o w e r 、e a s yo p e r a t i o n 、e a s yi n s t a l l a t i o nd e s i g nm e n t a l i t y T h i sa r t i c l eu s et h ew i r e l e s ss e n s o rn e t w o r ka st h en e t w o r kf o r ma n du s el o wc o s ta n dl o w
11、p o w e rs i n g l e c h i pM S P 4 3 0 F 4 4 9f r o mT Ic o m p a n ya n d l o wp o w e ra n dl o wc o s tR F T r a n s c e i v e rt od e s i g nas m a r th o m e T h es y s t e mi n s t a l l a t i o ni sc o n v e n i e n ta n dt h ea p p l i c a b l es c o p ei sb r o a d T h es y s t e mh a st h
12、 ev e r yg o o du s ev a l u e I I I人原理工人学硕A 一_ 7 ”1 宄l 二# 位论文T h ep a p e rc o m p l e t e ds o f t w a r ea n dh a r d w a r ed e s i g no fc o n t r o lm o d u l e 、t h es e n s o rm o d u l eb a s e do nr e f e r r i n gc o r r e l a t i v ei n f o r m a t i o n A s p e c to fh a r d w a r ed e
13、s i g n ，c o m p l e t e ss e l e c t i o no fs i n g l ec h i pa n dd e s i g no fm o s t l yc i r c u i ti ne a c hm o d u l ea n dh a r d w a r es c h e m a t i cd i a g r a m A s p e c to fs o f t w a r ed e s i g n ，T h r o u g ha n a l y z e se a c hm o d u l et h ef u n c t i o n ，c o m p l e
14、 t e st h ef l o wc h a r ta n dt h ep r o c e d u r e I na d d i t i o n ，t h i sa r t i c l ea l s oi n t r o d u c e dal o wp o w e rw i r e l e s sr e c e i v i n ga n dt r a n s m i t t i n gc h i pC C11 0 0i nd e t a i l ，c o m p l e t e ds o f t w a r ea n dh a r d w a r ed e s i g no fw i r
15、e l e s sr e c e i v i n ga n dt r a n s m i t t i n gm o d u l e A s p e c to fh a r d w a r ed e s i g n ，c o m p l e t e dt h ep e r i p h e r a lc i r c u i td e s i g no fC CI1 0 0a n dd e s i g no fi n t e r f a c ec i r c u i t A s p e c to fs o f t w a r ed e s i g n ，c o m p l e t e ds e t
16、t i n go fr e g i s t e r 、c o m m u n i c a t i o no fS P lw i t hs i n g l ec h i pa n dr e c e i v i n ga n dt r a n s m i t t i n go fd a t a ,h a sg i v e nt h ef l o wc h a r ta n dt h ep r o c e d u r e T h i sa r t i c l ea n o t h e rk e yp o i n ti sn e t w o r ko fs m a r th o m e B a s e do nc o m p a r i n ge x i s t i n gn e t w o r k St e c h n o l o g y , s e l e c t sw i r e l e s ss e n s o rn e t w o r kt oe s t a b l i s hf a m i l yn e t w o r k
