基于Zigbee组网的智能家居设计文献综述

 2022-08-03 11:50:13

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文献综述

智能家居系统是以住宅为平台,集系统、结构、服务、管理、控制于一体,利用先进的网络通讯技术、电力自动化技术、计算机技术、无线电技术,将于居家生活有关的各种设备有机地结合起来,通过网络化的综合管理家中设备,来创造一个优质、高效、舒适、安全、便利、节能、健康、环保的居住生活环境空间。智能家居不仅具有传统的居住功能,还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具,提供全方位的信息交换功能,帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效地安排时间,增强家居生活的安全性,节约各种能源及资金。

ZigBee是以IEEE802.15.4标准为基础发展起来的无线通信技术。ZigBee技术的低成本、低功耗符合组件智能家居网络的突出要求。智能家居网络传输数据量小,无需太大的传输速度,家庭中的各种家电设备较多,需要的网络容量大,家电位置不固定,需要无线定位技术,信息实时性要好,时延要短。而ZigBee的诸多特点,如省电、成本低、时延短、网络容量大、安全,及具有自组网功能的Ad-Hoc网络、无线定位感知技术等都很符合家庭网络通讯的特点,非常适合应用于智能家居领域。

  1. 智能家居系统
  2. 智能家居系统的设计思路

通过无线传感器实现数据的收集和上传,并通过这个网络向下传输控制命令到每一个终端设备实现控制。收集到的数据通过串口通信的方式进入计算机,在计算机上搭建一个网站并连接数据库,可以实现智能家居内部信息的收集、处理和储存。住户可以通过这个网站查看住宅内的信息,并对家庭内部网络发出指令,实现整套智能家居系统。

  1. 智能家居主要应用功能
  2. 智能控制

用智能开关替换传统开关,对灯光、空调、热水器、饮水机、电视及电动窗帘等设备进行直接控制。

  1. 智能安防

通过安防系统中的各种安防探测器,如烟感、移动探测、玻璃破碎探测、门磁、门禁、可视对讲、监控录像等组成立体防范系统。

  1. 环境监测

通过智能检测设备实现家庭环境监控的监测,如水质、空气有害物质含量、温度情况等进行监测,将数据上传至终端,供住户查看。并且提供预警机制,当指标数值达到一定范围时进行异常提醒。

  1. ZigBee技术
  2. ZigBee概述

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准制定的一种短距离、低功耗的无线个人网络通信协议,具有近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本、协议简单、安全性高的特点,适合自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备实现设备之间的组网。ZigBee的传输速度一般为20k~250kbps,并随着传输距离的延长速率会更加缓慢,所以ZigBee适用于一些简单、低成本的无线局域网络。ZigBee的特点适用于智能家居中。使用ZigBee技术构建智能家居环境无线控制网络,将是一种经济高效、安全可靠、实施简单且易于维护的有效途径。

  1. ZigBee特点

规范

工作频段

传输速率(Mbps)

数据/语音

最大功耗

传输方式

连接设备数

安全措施

支持组织

主要用途

ZigBee技术

868/915MHz

2.4GHz

0.02,0.04,0.25

数据

1-3mW

点到多点

216-264

32,64,128位的密钥

ZigBee联盟

家庭网络,控制网络,传感器网络

参考文献

[1] 智能家居控制系统[M] 周洪、胡文山、张立明、 卢亦焱 中国电力出版社 (2006-01出版)

[2] 智能家居[M] 向忠宏 人民邮电出版社 (2002-06出版)

[3] 智能家居设计与施工[M] 顾牧君 同济大学出版社 (2004-10出版)

[4] 周海发. 智能家居解决方案及模拟实现[D]. 苏州大学, 2006 .

[5] 熊江. 数字信息家电和智能家居系统的产业化研究[J]. 电脑知识与技术(学术交流), 2007,(01) .

[6] 夏汉广.基于网络的智能家居系统得研究与应用【硕士学位论文】.广东工业大学.2005.5:5.8.

[7] 马维华.嵌入式系统原理及应用.北京邮电大学出版社,2006 ISBN 7-5635.1073.7.

[8] Axel Sikora.Coexistence of IEEE802.15.4(ZigBee)with IEEE802.1I(WLAN),Bluetooth,

and Microwave Ovens in 2.4 GHz ISM Band[J].IEEE Spectrum,Sep.2004:34-37.

[9] 吴慧敏,成谦.基于802.15.4/Zigbee无线传感器网络节点的物理层设计【J】.电子产品世界,2006。8:124.106.

[10] 蒋建辉.Zigbee网络的设计与实现:【硕士学位论文】.苏州:苏州大学计算机应用技术专业,2006.

[11]杨政,移动互联时代智能家居移动应用现状,电子技术与软件工程,2018:61-62

[12]王博,基于ZigBee无线组网技术的智能家居系统设计,硕士学位论文,西安电子科技大学,2012

[13]杨利亚,基于ZigBee的无线传感器网络在智能家居系统中的应用,硕士学位论文,浙江工业大学,2010

资料编号:[78122]

文献综述

智能家居系统是以住宅为平台,集系统、结构、服务、管理、控制于一体,利用先进的网络通讯技术、电力自动化技术、计算机技术、无线电技术,将于居家生活有关的各种设备有机地结合起来,通过网络化的综合管理家中设备,来创造一个优质、高效、舒适、安全、便利、节能、健康、环保的居住生活环境空间。智能家居不仅具有传统的居住功能,还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具,提供全方位的信息交换功能,帮助家庭与外部保持信息交流畅通,优化人们的生活方式,帮助人们有效地安排时间,增强家居生活的安全性,节约各种能源及资金。

ZigBee是以IEEE802.15.4标准为基础发展起来的无线通信技术。ZigBee技术的低成本、低功耗符合组件智能家居网络的突出要求。智能家居网络传输数据量小,无需太大的传输速度,家庭中的各种家电设备较多,需要的网络容量大,家电位置不固定,需要无线定位技术,信息实时性要好,时延要短。而ZigBee的诸多特点,如省电、成本低、时延短、网络容量大、安全,及具有自组网功能的Ad-Hoc网络、无线定位感知技术等都很符合家庭网络通讯的特点,非常适合应用于智能家居领域。

  1. 智能家居系统
  2. 智能家居系统的设计思路

通过无线传感器实现数据的收集和上传,并通过这个网络向下传输控制命令到每一个终端设备实现控制。收集到的数据通过串口通信的方式进入计算机,在计算机上搭建一个网站并连接数据库,可以实现智能家居内部信息的收集、处理和储存。住户可以通过这个网站查看住宅内的信息,并对家庭内部网络发出指令,实现整套智能家居系统。

  1. 智能家居主要应用功能
  2. 智能控制

用智能开关替换传统开关,对灯光、空调、热水器、饮水机、电视及电动窗帘等设备进行直接控制。

  1. 智能安防

通过安防系统中的各种安防探测器,如烟感、移动探测、玻璃破碎探测、门磁、门禁、可视对讲、监控录像等组成立体防范系统。

  1. 环境监测

通过智能检测设备实现家庭环境监控的监测,如水质、空气有害物质含量、温度情况等进行监测,将数据上传至终端,供住户查看。并且提供预警机制,当指标数值达到一定范围时进行异常提醒。

  1. ZigBee技术
  2. ZigBee概述

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准制定的一种短距离、低功耗的无线个人网络通信协议,具有近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本、协议简单、安全性高的特点,适合自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备实现设备之间的组网。ZigBee的传输速度一般为20k~250kbps,并随着传输距离的延长速率会更加缓慢,所以ZigBee适用于一些简单、低成本的无线局域网络。ZigBee的特点适用于智能家居中。使用ZigBee技术构建智能家居环境无线控制网络,将是一种经济高效、安全可靠、实施简单且易于维护的有效途径。

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