《无线传感器网络与智能家居》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无线传感器网络与智能家居（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 iDoorCam2014年9月11日，iDoorCam在集资网Indiegog上 仅仅发布一天就已经筹得了预期的资金.iDoorCam可 不是你想象中的那种简单普通的门铃，而是被设计 成未来智能家居的一部分。在这个小小门铃的内,置 入了动作感应器、安全摄像头，当然还有必不可少 的门铃。而这款门铃最令人称道的地方是，即使不 在家，你依然可以监控你的房子。iDoorCam的结构iDoorCam的工作流程在移动设备中安装相应的APP，在你家里有 人拜访时，门铃就会通过Wi-Fi网络推送一条通 知到你的手机或是平板中，通过这种方式，即使 主人不在家，也可以查看访客情况了。小体积大发展，这款智能门铃
2、你喜欢吗？无线传感器网络与智能家居无线传感器网络与智能家居 主讲人：付黄龙主讲人：付黄龙无线传感器网络是这样定义的 ：无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)是一种全 新的信息获取平台，能够实时监测和采集网络分布区域内各种检 测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点，以实现复杂的指 定范围内目标检测与跟踪，具有快速展开，抗毁性强等特点，有 着广阔的应用前景。无线传感器网络的任务是利用传感器节点来监测节点周围的 环境，收集相关数据，然后通过无线收发装置采用多跳路由的方 式将数据发送给汇聚节点，再通过汇聚节点将数据传送到用户端 ，从而达到对目标区域的监测。它综合了计
3、算技术、通信技术及 传感器技术，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测 、感知和采集各种环境信息或被监测对象的信息，这些信息以无 线方式传送，并以自组多跳的网络方式传送到用户终端，从而实 现物理世界、计算机世界及人类社会三元世界的连通。 监监控控终终端端无无线线线线或有或有线线线线 网网 络络络络 监监控接入控接入传传感器感器节节点点传传感器感器节节点点通过一张图来了解无线传感器网络1.传感器节点系统结构2.传感器节点的硬件设计举例传感器节点主要涉及到两类节点，分别是检测节点和转发节点。其中 转发节点与检测节点相比只是没有传感器单元，其他部分设计与检测节 点完全相同，因此在这里只对检测节
4、点进行简单的介绍，其总的原理框 图如下图所示3.传感单元中的温度传感器由于时间关系，我们重点介绍一下传感单元中一种新型的温度传感器 ，如果需要，还可以再添加其它的传感器使该节点的检测功能更强大。DS18B20DS18B20，这是美国Dallas公司生产的的可编程单线制数字式 温度传感器。该传感器体积小，外形如普通三极管，其内部集成有测温 传感器及逻辑控制电路。DS18B20的外围电路简单，成本低，但其测温精 度较高，可以设定912位的分辨率，精度为0.5，可以满足一般应 用的要求。讲到这里，我先给大家理一下我这个PPT的 思路无线传感器网 络与智能家居无线传感器网 络传感器节点传感器单元温度传
5、感器4.DS18B20的性能 l独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即 可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。 l可用数据线供电，电压范围：3.05.5V。 l测温范围：-55+125，在-10+85时精度为0.5。 l可编程的分辨率为912位，对应的可分辨温度分别为0.5、 0.25、0.125和0.0625。 l12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字；。 l负压特性：电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常 工作。 l支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多 点测温。5.DS18B20的外形和内部结构引脚定义：
6、 (1) DQ为数字信号输入/输出端； (2) GND为电源地； (3) VDD为外接供电电源输入端（在寄生电 源接线方式时接地）。 6.DS18B20的工作原理DS18B20是直接数字式高精度温度传感器，其内部含有 两个温度系数不同的温敏振荡器，其中低温度系数振荡器相 当于标尺，高温度系数振荡器相当于测温元件，通过不断比 较两个温敏振荡器的振荡周期得到两个温敏振荡器在测量温 度下的振荡频率比值。根据频率比值和温度的对应曲线得到 相应的温度值。这种方式避免了测温过程中的A/D转换，提 高了温度测量的精度。7.测温原理图标尺测温元件图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用来向计数器1提供固
7、定频率的脉冲信号。高温度系数晶振的振荡频率受温度影响较大，随温度的变化而明显改变，其产生的信号作为计数器2的脉冲输入，用于控制闸门的关闭时间。初态时，计数器1和温度寄存器被预置在与-55相对应的一个基值 上。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，在计数器2控制的闸门时间到达之前，如果计数器1的预置值减到0，则温度寄存器的值将作+1运算，与此同时，用于补偿和修正测温过程中非线性的斜率累加器将输出一个与温度变化相对应的计数值，作为计数器1的新预置值，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环，直到计数器2控制的闸门时间到达亦即计数到0时，停止温度寄存器值的累加，
8、此时温度寄存器中的数值即为所测温度。在默认的配置中，DS18B20的测温分 辨率为0.0625 ，以12位有效数据 表示，其中，高位的 s表示符号位， 其数据格式如表1所示。如：0000 0001 1001 0001表示 +25.0625 8.内部结构图8.温度寄存器结构图注意：如果温度是一个负温度，得到的数据需要取反加1有同学可能会问，如此高科技的一款温度传感器，应该很贵 吧？亲，给好评哦！亲，给好评哦！好吧，回到我今天要讲的题目：传感器网络与智能家居智能家居可以理解为 电子家庭（Electronic Home、E-home）网络家居（Network Home）说具体一点，就是在一个家居中建
9、立一个通讯网络，为家庭信息 提供必要的道路，在家庭网络的操作系统的控制下，通过相应的硬件 和执行机构，实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制和监测。其 次，通过一定的媒介，构成与外界的通讯通道，以实现与家庭以外的 世界沟通信息，满足远程控制和交换信息的需求。9.无线传感器网络在智能家居中面临的挑战l 低功耗 l 实时性 l 低成本 l 安全和抗干扰 l 协作10.想象一下未来的智能家居 清晨6点20分，轻柔的音乐自动响起并逐步增大音量催你起床，同时 卧室的光线也逐渐调整到清晨的亮度。 6点30分，电视自动调整到CNN频道播报当日新闻。同时，你的智能咖 啡壶已自动热好咖啡。 7点整出门时，你完全
10、不必担心灯还没关，大门还没锁。因为在你开 车上公路的时候，埋藏在地下的传感器会检测到你离家了，智能家居系 统会自动帮你照料好一切。 上班以后，你可以随时登陆到自己的家庭网站上查看安全防护系统的 摄像记录。通过连接到托儿所或学校的摄像头，你还可以观察到你孩子 的一举一动。而当下午你的孩子放学回家时，在他输入安全秘码进屋的 同时，你的手机上会显示出孩子已经安全到家的消息。 下班路上，在离家还有一两分钟时，你掏出手机指示家里的 空调开始工作。接着安装在家门口的传感器检测到你回家了，由 于天色已晚，院子的大灯自动开启，车库的大门也自动打开。走进厨房，热气腾腾的晚餐已经备好。这要归功于你的智能 电炉的快
11、速烹饪功能。晚餐后，你来到家庭影院，电视机的顶置盒在白天已经按照 你的指示自动搜索并摄录了电视节目。睡觉前，你通过床边的触摸屏查阅了电子邮件，然后按下了 “晚安”键。这时，你家的灯全部熄灭，大门锁好。而安全防卫 系统开始忠实地守卫你的家园。很多人都认为，无线传感网络这项技术的重要性可与因特网相媲美： 正如因特网使得计算机能够访问各种数字信息，传感器网络将能扩展人 们与现实世界进行远程交互的能力。无线传感网络在国际上被认为是继互联网之后的第二大网络，2003年 美国技术评论杂志评出对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技 术，传感器网络被列为第一 。2006年我国发布的国家中长期科学与技术发展规划纲要中，为信 息技术确定了三个前沿方向，其中有两项就与传感器网络直接相关，这 就是智能感知和自组网技术。所以为了紧跟时代潮流，大家先好好学传感器！谢谢！
