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1、常州机电职业技术学院毕业设计（论文）作 者： 周臻元 学 号： 系 部： 信息工程系 专 业： 计算机网络技术 题 目： 无线传感器网络在智能家居安防系统中的应用 -中央控制平台模块设计 指导者：顾卫杰评阅者： 2012年 4 月 毕业设计（论文）中文摘要智能家居系统是由智能家居安防系统、网络服务系统和家庭自动化系统等子系统组成的家庭综合服务与管理集成系统。其中，智能家居安防系统担负着保护人们生命财产安全的职责因此成为智能家居系统的首选组成部分。论文采用了一种“系统控制中心+ZigBee无线传感器网络”的方案对系统进行了总体设计。介绍了方案的总体框架，并对系统各组成部分进行了详细的阐述。系统采
2、用ZigBee技术构建家庭监控网络，并设计了ZigBee网络节点的应用程序。系统控制中心以PXA270为处理器，通过与之相连接的ZigBee模块，接收家庭内部网络采集到的报警信息;再通过GPRS模块以短信或彩信的形式实现报警及控制信息的远程传输。关键词：智能家居安防系统，网络节点，远程传输毕业设计（论文）外文摘要Title：The Application of Wireless Sensor Networks in Security System of Smart Home -The Design of Center Control Platform Module Abstract：Smart
3、 home system is composed of intelligent home security systems, network services, systems and home automation systems, subsystems and integrated services of family management integration system. Among them, the intelligent home security system to protect people charged with the responsibilities of li
4、fe and property become the first choice for the smart home system components.Paper uses a system control center + ZigBee wireless sensor network program of the overall system design. Describes the programs overall framework and system components were described in detail.System using ZigBee technolog
5、y to build home monitoring networks, and design of ZigBee network node applications. System control center for the PXA270 processor, connected with the ZigBee modules, networking within the family gathered to receive the alarm information; through SMS or MMS GPRS module to form an alarm and remote c
6、ontrol information transmission.Keywords ：Intelligent household security system, network nodes, remote transmission 目录1 绪论11.1 研究背景11.2 选题的意义和目的31.3 论文的主要工作和结构42 关键技术介绍52.1 IEEE802.15.4网络简介52.2 ZigBee协议62.3 ZigBee网络拓扑结构72.4 ZigBee网络的自适应机制93 传感器节点和网关设计113.1 系统功能113.2 系统结构113.3 系统的开发环境114 智能家居安防子系统中央控
7、制平台总体设计134.1 控制平台功能与结构134.2 涉及到的软硬件介绍175 智能家居安防子系统详细设计195.1 硬件设计195.2 软件设计245.3 Web远程控制316 系统功能测试35总结36致谢37参考文献371 绪论随着我国国民经济和人民生活水平的不断提高，人们越来越追求高品质的生活，对居住环境的舒适性，便利性，安全性也有了更高的要求。进入二十一世纪，社会信息化的进程在逐步深入，人们充分的享受信息时代下工作、生活的便利。计算机技术，网络技术，及其应用的迅猛发展和日趋成熟，为人们更高的生活需求提供了有效的手段。计算机和计算机网络，不仅给人们生活带来极大的便利，还实现了人类一直以
8、来跨越空间限制的梦想。目前智能家居是一般指在家庭范围内，实现信息设备，通信设备，娱乐设备，家用电器，自动化设备，照明设备，监控设备，以及水、电、气、热表等设备、家庭求助报警设备的互联和管理，以及数据和多媒体信息共享的系统，将各种与家庭生活工作相关的子系统有机结合在一起组成一个舒适的环境，是数字化家庭的发展方向。其相关的技术研究成为了IT技术领域的一大热点。智能家居系统的应用和普及更将大大提高人们的生活质量，改变我们的工作和生活方式。1.1 研究背景随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，越来越多的智能家电产品和高科技产品进入了我们的生活。同时，人们的生活理念也在发生着变化，家居生活的网络化
9、与智能化成为人们新的需求，智能家居系统也由此成为了目前世界范围内的一个热门的研究领域。智能家居是以家庭住宅为平台，融合计算机、信息家电、网络通信和自动控制等技术，将与家庭生活相关的各种应用子系统有机地结合起来，为人们提供更加舒适、便捷、高效和安全的现代居住环境。从目前的发展趋势来看，在未来的20年时间里，智能家居行业将成为中国的主流行业之一。智能家居系统是由家居安防系统、网络服务系统和家庭自动化系统等子系统组成的家庭综合服务与管理集成系统。其中，家居安防系统担负着保护人们生命财产安全的职责，由此成为智能家居系统的首要组成部分，其市场的发展前景是非常广阔的智能家居安防系统，是指由各种先进的、智能
10、化的电子保安设备对住宅各要害部位进行多种监测、一旦监测到异常情况就触发报警服务的智能系统；它集防盗、防劫、防火、防燃气泄漏等功能于一体，一旦遇到异常即刻自动报警，系统中各安防设备相互通信配合，让居住者高枕无忧闭。1.1.1 智能家居安防系统的应用需求家居安防涵括众多子系统，以视频监控系统为例，在设计方案时，必须同时依据国家法规及结合业主的需求，充分考虑系统应用的安全性。以下是设计方案时需要兼顾的几点普适性思路：安防监控系统的设置要全面，考虑要周全，堵住防范漏洞，制造安全居住环境；在整体防范的要求上，对家中各个位置进行重点监视；在发生警情时必须能立即通过防范系统掌握警情、案发现场的具体情况以及采
11、取相应措施。也就是说，必须快速准确地做出反应；系统技术先进，功能齐全，操作使用维修维护方便；具有良好的兼容性、易扩展性；具有良好的性价比。具体来说，在实际项目中，根据建筑物的具体布局，需要设计多重防护，要注重人防和技防的结合。首先，在大门口设置摄像机，作为第一道防护屏障。其次，在各个房间门口设置摄像机，作为整个建筑体的第二道防护屏障。另外，还要结合周界防范、可视对讲、电子巡更及报警系统等形成更多重防护屏障。通过层层设防，人防与技防结合，设计出一个性价比高、功能实用、设计全面、安全防护水平高的综合管理体系，使管理、保安人员能快速反应各类突发事件，并提供准确的现场资料。1.1.2 智能家居安防系统
12、的研究及应用现状智能家居与安防子系统包括：闭路监控电视子系统、门禁子系统和入侵报警子系统。在众多子系统中，闭路电视监控系统在智能家居安防中的比重越来越大。在家中，视频监控主要安装在出入口，将图像传送到信息中心平台，进行统一的全方位监控监测，形成幕帘状警戒面包围建筑，以立体空间监视建筑内部，使管理人员全面掌握建筑内各处的动态，阻止治安事件发生，并为迅速排除治安事件提供科学的依据。从安全上考虑，在一个大型的小区中，监控系统已经不再是小范围的完成音视频监控功能便可了，它需要集成报警，实现多系统的联动。并且，随着网络的发展，数字化监控获得更快速发展，安防监控与110报警中心的联动开始得到应用。总的来说
13、，方案必须要综合考虑各种因素，使系统达到安全可靠、技术先进、功能齐全、性价比高、操作维护简便等效果。1.2 选题的意义和目的1.2.1 本课题的研究意义在我们的日常生活中，安全是至关重要的，离开了安全，那么生活就会毫无幸福、快乐的可言，它关系到每个人的生活及财产是否得以保障，没有人希望自己辛辛苦苦得来的成果、所拥有的一切在突然间变得一无所有。所以说安全是美好生活的前提条件，安全标志着生活的质量。 我们所说的安防，就是安全防范，是指防盗、防入侵、防火、防煤气泄漏等。传统住宅的自我保护方式就是安装防盗门、防盗窗栏杆等，把住宅搞得像鸟笼一样，一旦发生火灾，反而变成了逃生的障碍；要不就搞得像兵营一样，
14、保安日夜到处巡视，也不知道谁是盗贼，谁是保安。这些，都是处于被动的防卫，而降低犯罪有效率最有效的方法就是预防，防患于未然。现在，随着生活水平的逐步提高以及人们对家庭安全意识的加强，一套可靠的家庭安防系统已经成为人们生活的必需品。随着社会形态的成长，人口流动提速，安防监控形势日益严峻。在现今社会形态，许多人遍及缺少安全感。家就成了咱们最后的港湾。然而，因为犯法份子已经将魔手伸向了每个死角，家也需要咱们来主动防备保护。于是，越来越多的家庭选择了安装家庭安防体系来保障家的安全。1.2.2 本课题的研究目的智能家居安防系统是指通过各种报警探测器、报警主机、摄像机、读卡器、门禁控制器、接警中心及其它安防
15、设备为住宅提供入侵报 警系统服务的一个综合性的系统。包含了三大子系统：闭路监控电视子系统、门禁子系统和入侵报警子系统。另外需要说明的是一个好的家庭安防系统是需要一个综合型的接警中心。如果发生盗贼闯入、抢劫、烟雾、燃气泄漏、玻璃破碎等紧急事故，传感器就会立即获知并由报警系统即刻触发声光警报以有效阻吓企图行窃的盗贼，而现场保安系统的密码键盘立即显示相应报警区域，使您的家人保持警戒；系统还会迅速向报警中心传送报警信息；报警中心接到警情后立即自动进行分辨处理，迅速识别判定警报类型、地点、用户，电子地图显示报警位置并瞬间检索打印用户报警信息，中心据此派出机动力量采取相应解救措施；系统具备24小时防破坏功能并自我监视，一旦有任何被破坏的迹象也会即刻报警。总之，无论白天黑夜，您离家在外还是在家休息，电子保安时时刻刻保护您的安全。这正是您能为您的家人、家庭、财产所做的最有效的安全防盗保护措施。通过在住宅内门窗及室内其他部位安装各种探测器进行昼
