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1、本科毕业论文题 目：基于CC2430的无线家居系统的设计院 （部）：信息与电气工程学院专 业：电子信息工程班 级： 姓 名： 学 号：指导教师： 完成日期： 目 录摘 要IIIABSTRACTIV1前 言11.1课题研究的背景及意义11.2 国内外研究现状11.3 论文的研究思路与文章结构21.4 文章结构32 ZIGBEE技术研究42.1 ZigBee技术概述42.2 ZigBee技术的特点52.3 ZigBee协议框架62.3 ZigBee技术的应用72.4 本章小结83 无线家居系统硬件设计93.1系统硬件组成93.2 CC2430核心电路设计93.2.1 CC2430电源电路设计113
2、.2.2 时钟部分设计123.2.3 射频天线单元设计123.2.4 串口通信单元设计133.3传感器设计143.4电源电路的设计233.5窗帘控制节点硬件设计243.6万能遥控器控制节点硬件设计253.7 本章小结264 无线家居系统系统软件设计274.1 系统功能274.2 数据发送284.3 数据接收304.4 本章小结31结 论32致 谢33参考文献34附 录35 摘 要随着计算机技术、通信技术和自动化技术的不断发展，作为集这三种技术于一体的智能家居系统逐渐成为热门话题，智能家居行业也得到很好的发展。近几年来，人们对生活品质的要求也日益提高，他们对智能家居系统的需求不仅仅局限于只能提供
3、自动控制，更希望还能提供舒适、安全、方便控制的居家环境。为了满足更多人的需求，很有必要对智能家居的舒适度、信息数据的安全传输和方便控制的系统进行研究，使未来的智能家居系统拥有更加丰富的内容。无线传感器节点作为无线智能家居的基础单元，是本文的设计重点。根据智能家居低功耗、低成本、易操作、易安装、易扩展的实际需求，经过大量的对比调研和实际参数分析，文章明确了采用ZigBee技术作为家庭无线网络标准，以CC2430作为传感器节点核心处理器的设计思想。本文首先概述了智能家居的意义及其应用前景，对比了国内外智能家居发展的情况，然后研究了ZigBee技术的技术标准及技术优势，接下来，将无线传感器节点作为重
4、点研究对象分别从硬件和软件两个方面进行设计。最后，总结全文所做的工作，展望需进一步努力的方向。 关键词：CC2430； ZigBee；无线传感器节点；智能家居Design of Wireless Home System Based on CC2430ABSTRACTWith the development of computer technology communication technology and automation technology，Smart Home system，as the concentration of these three technologies,becom
5、es a hot topic,meanwhile,the Smart Home industry has also developed very well.In the recent years, peoples request on living quality becomes higher.Thus about Smart Home system,only the automatic control can not meet their needs.People hope the system can also provide them a living environment with
6、comfortability,security and convient control.Therefore,in order to improve the Smart Home system to meet more peoples needs,it is very necessary to study on the development of the system,esp in below aspects:comfort level of Smart Home,data security transmission and convient control. This text has s
7、um up the meaning of the intellectual house and application prospect at first,has compared with the situation of domestic and intemational development of intellectual house，expound the fact intellectual house with wireless sensing meaning that network combineThis text has sum up the meaning of the i
8、ntellectual house and application prospect at first,has compared with the situation of domestic and international development of intellectual house，Then further investigate the technical standard of ZigBee technology and technological advantageAnd then，regard node of the wireless transducer as the k
9、ey research object，design from hardware and software two respects separately Finally, concludes the paperworkand looking forward tothe direction offurther work.Key Words：CC2430；ZigBee；wireless sensor node；intelligent home49 1前 言1.1课题研究的背景及意义随着电子信息技术和计算机网络技术的发展，人们的生活水平大幅度提高，对生活环境的要求也越来越高，实现家庭信息化、网络化是
10、当今产业的重要研究对象，随之而提出了一连串的新概念：家庭自动化，家庭信息化，智能家居等。智能家居是人类住宅的又一场新的革命，它能够为人类提供更加轻松、有序、高效的现代生活方式，是未来居住模式的必然发展趋势。因此，智能家居系统也在逐渐成为一个新兴的研究领域。“智能家居”(SmartHome)，又称智能住宅，它利用先进的计算机技术、嵌入式技术、网络通讯技术和传感器技术等，将家中的各种设备(照明系统、环境控制系统、安防系统、智能家电等)有机的连接到一起。智能家居让用户采用更方便的手段来管理家庭设备，比如，通过无线遥控器、电话、互联网或者语音识别控制家用设备，根据场景设定设备动作，使多个设备形成联动。
11、智能家居内的各种设备相互间可以通讯，不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行，从而在最大程度上给用户提供高效、便利、舒适与安全的居住环境和工作环境。家居控制系统作为智能家居系统的重要组成部分，无疑是其中的重要技术手段和今后社会的基础信息结点。开发智能家居相关产品不仅能够满足人们生活的需要，对整个社会信息化进程的推动作用也不可忽略。1.2 国内外研究现状国际上对智能家庭网络的研究起于20世纪70年代，主要集中在发达国家。由于这些研究都是各国独立进行，并具有不同的目标和市场战略，因此并没有形成统一的标准。20世纪80年代初，随着大量采用电子技术的家用电器面市，开始出现了住宅电子化(HE，Home
12、Electronics)的概念；80年代中期，将家用电器、通讯设备与安保防灾设备各自独立的功能综合为一体，形成了家居自动化概念(HA，Home Automation)。80年代末，由于通信与信息技术的发展，出现了对住宅中各种通信、家电、安保设备通过总线技术进行监视、控制与管理的商用系统，这在美国称为智慧屋(WH，Wise Home)，在欧洲称为时髦屋(SH，Smart Home)。自从世界上第一幢智能建筑1984年在美国出现后，美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居的方案。智能家居在美国、德国、新加坡、日本等国都有广泛应用。1998年5月新加坡举办的“9
13、8亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会”上，通过在场内模拟“未来之家”，推出了新加坡模式的家庭智能化系统。它的系统功能包括三表抄送功能、安防报警功能、可视对讲功能、监控中心功能、家电控制功能、有线电视接入、电话接入、住户信息留言功能、家庭智能控制面板、智能布线箱、宽带网接入和统软件配置等。这种“未来之家”家庭智能化系统，市场真正启动尚需时日。目前在新加坡也有近30个社区住宅小区所5000户的家庭采用了“家庭智能化系统”美国己有近四万户家庭安装了这一类的“家庭智能化系统”。近几年，在各大公司和媒体的强大概念宣传攻势下，我国智能家居行业逐渐形成，可用的、接近现实需求的产品不断增加，集成商、开发商以及
14、装修公司己经积累了很多经验。如何建立一个高效率、低成本的智能家居系统己成为当前社会一个热点问题。而国家政府机构及各大信息家电生产厂商不失时机地开展了中国智能家庭网络的标准化制定工作，为中国智能家居的发展提供了一个开放的标准化平台，指明了智能家居研究领域正确的发展方向。目前我国的家庭智能化系统还处于从无到有的初级发展阶段，家庭智能化系统构成形式和手段还没有统一的标准，各大厂家也适时推出了自己的智能家居系统，如科龙集团研制的“智能网络家居系统”，海信的“智能家居控制系统”，清华同方的“e-Home数字家园”等，一时间国内智能家居领域呈现百家争鸣的局面。尽管智能家居在我国起步较晚，但大有风行正健之势
15、。按照建设部的要求，到2010年，大中城市中60%的家庭要实现智能化。1.3 论文的研究思路与文章结构随着生活水平的提高，智能家居不再是个遥远的概念，它的身影已经慢慢的进入大众的视野，目前的智能家居系统大部分仍然采用的是传统的有线连接方式，使得系统先天就存在诸多缺陷，易用性大打折扣。目前无线传感网络飞速的发展，给智能家居的无线化提供了一个良好的技术基础，而近几年兴起的ZigBee技术，无疑是推动智能家居系统无线化的中坚力量。ZigBee是一种新兴的无线通信技术标准，虽然其数据交换量小，传输速率较低，但是它的低成本、低功耗以及网络容量大则是最能满足家庭组网需求的特性。在数据通信工作状态下，它具备较短的连接时间，大大降低通讯数据碰撞的几率。而在网络安全方面，它具备对传输数据信息的智能加密处理能力信息安全性较高。经过以上分析，可以确认ZigBee符合家庭传感器组网的特性需求。本文通过对无线传感器网络和智能家居功能的研究，将ZigBee技术与智能家居相结合，设计出具备实用性的无线智能家居系统。本文研究的重点和难点有以下几点：1 对无线传感器网络和智能家居进行调研，掌握它们的理论知识和实际功能；2 经过比较各种近距离无线通讯技术的特点，确认ZigB
