学 号_______ ___
henhuangmahenshuang
毕 业 文
课 题基Zigbee智家居系统设计
学生姓名 基Zigbee智家居系统设计
系 基Zigbee智家居系统设计
专业班级 通信班
指导教师
二 ○ 年
目 录
摘 III
Abstract IV
第章 绪 1
11课题背景意义 1
12国外智家居发展概况 1
121 国外智家居发展概况 1
122 国智家居发展概况 1
13智家居系统组网技术 2
14智家居系统设计需解决问题 3
第二章 ZigBee 技术研究 4
21 ZigBee技术简介 4
22 ZigBee协议组成 4
23 ZigBee网络配置 5
24 Zigbee技术特点 7
第三章 智家居系统总体设计方案 8
31智家居系统需求分析 8
32智家居系统功描述 8
33智家居系统结构 8
第四章 系统硬件设计 10
41 ZigBee通信模块硬件设计 10
第五章 系统软件设计 12
51 ZigBee网络设备软件 12
52Zigbee绑定机制引入 15
53智家居理界面设计 15
第六章 总结展 17
参考文献 18
插图清单
图21 Zigbee协议总体架构 4
图22 Zigbee三种网络拓扑结构 7
图31智家居系统结构图 9
图41网络协调器硬件结构图 10
图42终端设备结构图 11
图51 Zigbee网络协调器软件流程 13
图52路器程序 14
图53 ZigBee终端节点程序流程图 15
图54智理界面zigbee网络数交互流程 16
基Zigbee智家居系统设计
摘
着生活水断提高生活环境求越高改善家居环境更加安全舒适摆工程师面前难题背景智家居理念早年国外已率先提出知名建筑设计采理念该理念核心利计算机技术通信技术等等先进技术改善家居环境家居生活更舒适便利智家居国引入时间较短国智家居应水国外较差距否认智家居技术国发展前途现缺少成熟产品配套解决方案熟练技术技
文完成工作
1介绍智家居系统国外发展现状系统采通信方式通选定ZigBee线通信方式作智家居系统设计通信方式
2ZigBee技术介绍起源ZigBee研究
3ZigBee网络种设备包括路器终端设备硬件电路进行设计
4智家居系统中需种传感器配套调理电路控制电路进行设计
5智家居系统中具体功介绍
关键词：智家居Zigbee通信技术线网络技术
Abstract
With the increasing living standard people’s requirement to the environment is becoming more and more higher especially home environment How to improve home environment and make it more comfortable and safer is a big problem for engineers Under this backgroud Smart Home was raised firstly in some foreign countries few years ago and some famous building has adopted this idea The core of this idea is to use computer technology and communication technology to improve home environment and make it more convenient and more comfortable In our country this idea was introduced recently so the application technology has a gap compared with some foreign countries But we can’t deny that it has a big development space in our country At the moment what we are short of is mature products and form a complete set of solutions
This paper mainly completed the following work：
1Recommend the development of Smart Home system present situation at home and abroad and means of communication it has adopted by comparing with so many methodswe chose zigbee wireless communication way as Smart Home way of communication
2Describe zigbee technology in detail introduce its origin and research it
3Design zigbee all sorts of equipment including routers and terminal equipment of the hardware
4Design all kinds of sensors and their matching regulate circuit control circuit what smart home need
5Introduce the function of Smart Home
Keywords：Smart HomeZigbee communication technologywireless network technology
第章 绪
11课题背景意义
谓智家居系统指利先进计算机技术网络通讯技术综合布线技术家居生活关种子系统机结合起通统筹理居家生活变更加舒适安全智家居提供全方位信息交换功帮助家庭外部时刻保持着信息交流优化生活方式增强家居生活安全性节约种源费资金
智家居称智住宅 国外常Smart Home 表示智家居含义相似家庭动化（Home Automation）电子家庭（Electronic HomeEhome）数字家园（Digital Family）家庭网络（Home NetNetworks for Home）网络家居（NetworkHome）智家庭建筑（Intelligent HomeBuigylding）等
12国外智家居发展概况
121 国外智家居发展概况
智家居计算机技术嵌入式系统网络通讯技术家庭生活中种设备（明系统环境控制安防系统网络家电）通家庭网络连接起国外智家居发展1984年美国康迪克州哈特佛市首创智建筑说起科技较发达先进国家陆陆续续加入智家居行列中诸美国瑞典新加坡英国等国智家居发展较新加坡国家系统已相完善详细说实现电表水表燃气表抄送动报警视通话网络监控电气智化控制智接线盒宽带网络接入系统软件配置等智家居控制系统智家居家电系统智家居舒适系统智家居娱乐系统智家居节系统等等应具日室家庭已实现动化网络时实现动门生物特征识系统系统设计较性化双手提东西方便腾出手门口摄机确认身份门设定短时间开外家居智化医学相关设计便时关注健康情况卫生间便器垫圈插血压计便器巧妙设计血糖检测装置厕洗手池前安装体重仪系统仪器需太额外操作完全实现方便实仪器测试结果显示器显示然数保存说智家居住宅台兼备建筑网络通讯讯息家电设备动化集系统结构服务理体高效舒适安全便利环保居住环境
122 国智家居发展概况
智家居系统国研究起步较晚创造标准面代表目前智家居系统：
（1）科龙集团开发智家居系统网络科龙集团开发智家居系统网络家庭网关电表控制器安全控制家电控制器光总线控制器家庭组成通远程互联网远程控制家里设备您电视机遥控器控制开关灯季节空调冰箱控制方法着时间变化发生变化适应特性
（2）海信智家居控制系统：提出智家居享想口号家电器灯光窗帘空调电视等等通手机板电脑操作完全智化德国消费电子展（IFA）海信智家居理念携旗智电视冰箱空调等产品亮相海信展台智家居理念搭建智电视智冰箱等家电产品组成家庭智控制系统中SMART TV作智家居重组成部分仅体现出智电视影音娱乐方面应更重智互动部分应更广泛
（3）清华方e家数字家庭：家庭基础技术楼宇动化技术清华方相关联网络计算机软件技术中国家庭社区提供全方位数字服务产品e家数字家庭包括三层次家庭动化智化区社区信息目生活工作网络化
（4）卓越3000家电器智控制：方正卓越3000包括电视机录机VCD摄机空调家电器包括控制电路智集中理提高家电效率联系起家庭效利成户家电
消费者角度 智家居厂家应该贴客户实际需求导提高系统稳定性第追求住户提供高效舒适安全便利环保居住环境实现智化需家电动化基础实现家居网络化通芯片种记录判控制反馈等程进行处理程网络台实现集成需求实现远程动控制标准版智家居需遥控器便实现动化功智化服务居家生活体现目前高新科技水更全面更富性化未家庭充满种数字设备连接线技术家庭拥必设备设备互联网线技术形成独立网络然通遥控器连接电脑互联网家里真正实现家电信息化网络化
13智家居系统组网技术
131 线通信组网技术
（1）集中布线技术：
需重新额外布设弱电控制线发送控制信号接收控设备反馈信号达家电生活灯光进行控制目前应楼宇智化控制独立线方式进行信号收发相较言信号稳定较适合新建楼宇区范围控制现开始部分墅智化般布线较复杂造价较高工期较长适房子新装修户
（2）X10电力载波：
需重新布线 利家庭现电力传输实现控制信号电器明控制理安装设置较简单许设备插您匹配产品根需够断智升级功较强实价格实惠适合众消费技术已非常成熟25年历史现美国已1300万家庭户新装修家庭户者已装修家庭户言较健康安全环保智家居技术国X10技术受限国电网杂波较控制信号传输稳定性保证致系统稳定性相国外说较差
132 线通信组网技术
文具体研究便智家居线组网技术线射频技术种距离低复杂度低功耗低数率低成线通信技术线射频方式进行控制信号传输实现家电灯光控制需重新布线安装设置调试较方便着射频技术发展射频传输抗干扰力越越强稳定性越越高穿透障碍物性越越逐渐取代传统线方式传输控制信号趋势时需布线优势线智家居系统成已装修家庭配备智家居系统首选
时着ZigBee协议逐渐推广文讨采24GHZ频率支持ZigBee协议线智家居系统已程度Zigbee技术更解决射频传输稳定性较差抗干扰力弱问题时Zigbee网络动组网控制设备控制设备间前需码Zigbee系统易性增强时通讯节点路力传输信号路功节点间进行接力式传输样增加信号传输距离增强信号穿透障碍力
14智家居系统设计需解决问题
宏观讲事物发展阶段时业员认识水技术水市场认知原材料成等原作结果阶段会局限时技术水市场接受程度等会法突破瓶颈困难便智家居系统中国已发展20年年发展产品技术已日趋成熟稳定项技术定完美瑕产品技术处高速发展中必然需断解决技术者产品问题智家居产品未会节环保舒适度方面发展冬暖夏凉型建筑空调建筑身功调节温度智家居必须结合建筑功发展方面说必然会推动智家居适应性发展
现阶段智家居说没专讲智家居数字处理芯片技术层面集成层面关联果够解决未数字讲会取更应着中国城镇化趋势加剧型区会越越安保重视程度会日益加强区安防子系统技术必然会走综合化集成化外厂家需理性类应设计解决方案校正虚假概念设计实性强性价高适应拓展未新技术系统更户服务
外家产品兼容性急需解决问题目前厂家产品均采家协议法做兼容品牌视讲智家居系统互连互通需突破难点
第二章 ZigBee 技术研究
21 ZigBee技术简介
首先家介绍什ZigBee ZigBee165000线模块组成线数传输网络台现CDMA方式移动通信网络GSM网络非常类似Zigbee网络数传输模块类似移动网络中基站整网络中彼间进行通信范围网络节点间距离标准75米百米甚公里 外Zigbee网络种现行网络互连时ZigBee种短距离低复杂度低功耗低速率低成双线通信技术动控制远程控制满足型价格低廉设备线联网控制
ZigBee技术前身HoneRFlite技术 2000年12月IEEE802153工作组制定核心协议2002年8月组建Zigbee联盟负责高层应互联互通测试市场推广
22 ZigBee协议组成
221ZigBee协议总体构架
ZigBee协议网络通信协议样采分层模型层实现功整协议中起作做出明确划分ZigBee协议套件高层应层应支持层网络层数链路层物理层组成图21示：
Application Framework
应层（AF）
Application Support sub layer
应支持层（APS）
Network Layer
网络层（NWK）
Medium Access Control Layer
数链路层（MAC）
Physical Layer
物理层（PHY）
图21 Zigbee协议总体架构
222物理层(PHY)规范
物理层遵循IEEE802154协议协议低层承担务外界直接相互作控制RF收发器工作采扩频通信物理层通射频固件硬件提供MAC层物理线信道间接口物理层包括物理层理实体（PLME）提供调物理层理功理服务接口时PLME负责维护物理层PAN信息库（PHY PIB）物理层通物理层数服务访问点（PDSAP）提供物理层数服务通物理层理实体服务访问点（PLMESAP）提供物理层理服务 物理层数服务简单概括作：开启关闭线收发信机量检测（ED）链路质量指示（LQI）空间信道评估（CCA）信道选择数发送接收
223介质传输控制层(MAC)规范
样遵循IEEE802154协议负责设备间线数链路建立维护结束确认模式数传输接收选时隙实现低延迟传输种网络拓扑结构均支持网络中设备16位址寻址MAC子层提供两种服务：MAC层数服务MAC层理服务前者保证MAC协议数单元物理层数服务中正确收发MAC层理服务维护存储MAC子层协议状态相关信息数库
MAC子层功：
①协调器产生发出网络信标帧
②设备信标帧步
③支持PAN网络关联(Association)取消关联(Disassociation)操作
④保证设备安全
⑤CSMACA机制访问信道
⑥支持GTS（Guaranteed Time Slot时间槽保障）机制
⑦提供两等MAC实体间连接等
224网络层(NWK)规范
网络层MAC层间提 提供合适接口通刺激MAC层动作执行寻址路功关键务包括：
（1）启动网络分配网络址
（2）移网络中设备者添加网络中设备
（3）通路消息送目节点
（4）加密已发送数
（5）网状网络中执行路寻址储存路表
225应层(APL)规范
应层支持维持器件功属性发现该器件工作空间中器件工作根服务需求器件间进行通信Zigbee应层中包含应程序支持子层应程序架构送Zigbee装置控象厂商定义应程序象外Zigbee定义应规格针种应情境定义概略行蓝图特定应中采规格装置间够互相操作
23 ZigBee网络配置
231 IEEE802154定义网络设备
IEEE 80215工作组1998年成立致力线区域网络（WPAN）物理层媒体访问子层标准化工作2002年zigbee Alliance成立2004年zigbee V10诞生zigbee第规范推出仓促存错误2006年推出zigbee 2006较完善2007年底zigbee PRO推出zigbee底层技术基IEEE802154物理层MAC层直接引IEEE 802154IEEE 802154标准定义LRWPAN网络具特点：
载波频率实现20kbps40kbps250kbps三种传输速率支持星型点点两种网络拓扑结构16位64位两种址格式中64位址全球惟扩展址支持突避免载波路侦听技术（carrier sense multiple access with collision avoidance CSMACA）支持确认（ACK）机制保证传输性
IEEE802154提供两种物理层选择868915MHz24GHz直接序列扩频(DSSS)物理层频段24GHz物理层数传输速率250kbs868915MHz物理层数传输熟虑20kbs40kbs24GHz物理层传输速率高采DSSS方法准正交调制技术868915MHz物理层PPDU数传输长15CHIP序列扩展简单DSSS方法IEEE802154支持种网络拓扑结构包括星形点点拓扑拓扑结构需根应设计需求定PC外设应适合星形低延时连接安全方面应适合面积点点拓扑结构
232 ZigBee定义网络设备
Zigbee 中国译紫蜂蓝牙相类似种新兴短距离线技术传感控制应Zigbee基IEEE802154标准低功耗区域网协议根协议规定技术种短距离低功耗线通信技术Zigbee字英语角度分析Zigbee两字组成前者Zig中文意思字形路径面英文单词bee蜜蜂意思Zigbee网络技术模仿蜜蜂通跳舞传递信息方式通网络节点间信息相互互传信息节点传输远处外节点总说ZigBee种基IEEE802154低功耗低传输速率架构简单短距离线通信技术动控制领域应正越越引起业界瞩目
233 ZigBee网络拓扑结构
Zigbee网络三种网络拓扑结构：星型拓扑结构树状拓扑结构网状拓扑结构IEEE802154中支持等结构树状结构网状结构三种网络拓扑结构图22示：
星状网络（Star） 树状网络（cluster tree）
协调器
路器
终端节点
网络网状（mesh）
图22 Zigbee三种网络拓扑结构
24 Zigbee技术特点
ZigBee年兴起种短距离低功耗低成灵活组网线通信技术适数传输量功率更高求网络节点需更场合具特点：
（1）低功耗：工作时间较短接受发送信息功消耗较低数情况采休眠模式ZigBee节点省电
（2）低成：目前低速率低功率UWB芯片组价格低20美元ZigBee价格
目前美分ZigBee 协议收专利费
（3）数传输速率低：ZigBee工作20～250kbps较低速率分提供250kbps(24GHz)40kbps(915MHz)20kbps(868MHz)原始数吞吐率满足低速率传输数应需求
（4）时延短：ZigBee 针时延敏感应做改进通信时延休眠状态激活时延短
（5）网络容量：Zigbee网络支持255设备说Zigbee设备外254台设备相连接
（6）优良网络拓扑力ZigBee具星树丛网络结构力ZigBee设备实际具线网路愈力简单覆盖广阔围
（7）安全性：Zigbee提供数完整性检查鉴权功加密算法采AES128时灵活确定安全属性
第三章 智家居系统总体设计方案
31智家居系统需求分析
智家居系统采ZigBee技术线传感网络相结合智家居系统广消费者言必须实简单基础根爱进行样化性化智家居系统细分分系统：灯光明系统门窗控制系统家电控制系统安防监控系统远程控制系统智家居简单概括出特点：
(1) 方便： 智化系统提供远程控制接口您外出时您通电话互联网查控制家里设备
(2) 信息服务：通互联网时间点获交换消息通信网络通种形式静态文图形动态音频视频信息
(3) 安全性高：家庭智家居系统实时监控状态预防火灾煤气中毒 防御入侵者时报警效保证您居家安全
(4) 节约成：智系统帮动关闭家中时需耗设备降低您生活成
某设备户需发生位置改变时等网络拓扑结构进行定改善开始智家居网络建设初期规划时先考虑系统适应性兼容性满足家庭网络智化动化求果说网络拓扑结构进行调整时采取适应调整措施保证家庭网络正常外种情况业务需网络进行升级改造升级非改善原某缺陷提供出更适合网络满足客户需求
32智家居系统功描述
智家居系统旨实现功：
(1)控制相应状态查询查询室室外温度家电器灯键全开键全关更方便
(2)光线方面家庭装修环境背景者户层次需光线先进行动调节指户带良感知度舒适程度
(3)制定机交互界面样户根需行调节电器间参数操作简单化
(4)智家庭网关Web服务器网络视频服务器框架通PC客户端Web进行查实时状态远程控制家设备家庭网络视频服务器端Web框架智家居网关Web服务器您查PC家庭设备远程控制家庭实时状态
(5)家庭网关集成3G模块通WCDMA网络远程访问
33智家居系统结构
基ZigBee 芯片线网络收发模块嵌入种家居设备中组成基基ZigBee线家庭控制网络技术根需户接入者移设备 通线网络收发器模块子网络间数传输节点家庭线设备网络互连够协作动运行设计中利现线通信网络通Internet 网络进行数传输3G 网络便户时接入家庭网络家庭网络网中需具线接口理功ZigBee模块相连通开发机交互界面便通PC手持终端进行设备控制状态查询系统总体架构图图31示：
温度监测
光线调节
线接口理模块
开关控制
家居网关
手机
煤气烟雾探测
zigbee终端节点
视频监控
PC机
PC机
图31智家居系统结构图
系统三模块组成：ZigBee技术家庭部通网络构成家庭部网络设备实现互联互通 家庭网关家庭部网络互联网移动网络户够远程控制家庭家设备实时监控情况户通台家电脑智家居进行现场控制登录智家居设备网络 进行远程远程控制监测
第四章 系统硬件设计
41 ZigBee通信模块硬件设计
411 CC2430芯片简介
CC2430芯片巨TI公司收购线单片机公司CHIPCON推出全新概念新代ZigBee线单片机系列芯片CC2430款真正符合IEEE802154标准片SOC ZigBee产品CC2430颗真正系统芯片(SoC)CMOS解决方案种解决方案够提高性满足ZigBee基础24GHz ISM波段应低成低功耗求结合高性24GHz DSSS(直接序列扩频)射频收发器核心颗工业级巧高效8051控制器 CC2430设计结合8KbyteRAM强外围模块3种版根闪存空间3264128kByte优化复杂度成组合CC2430CC2420射频参数相CC2430具51单片机核发射功率0dbm接收灵敏度110dbm左右工作频点：24ghz支持zigbee20032006协议
CC2430 芯片延CC2420 芯片架构单芯片整合ZigBee 射频(RF)前端存微控制器1 8 位MCU（8051）具128 KB 编程闪存8 KBRAM包含模拟数字转换器(ADC)定时器（Timer）AES128 协处理器门狗定时器（Watchdog timer）32 kHz 晶振休眠模式定时器电复位电路(Power On Reset)掉电检测电路(Brown out detection)21 编程IO 引脚CC2430 芯片采018 μm CMOS 工艺生产接收发射模式电流损耗分低27 mA 25 mACC2430 休眠模式转换动模式超短时间特性特适合求电池寿命非常长应CC2430相增强型8051+zigbee射频模块
412 ZigBee网络协调器硬件结构图
网络协调器负责线网络建立网络状态理．网络协调器通串口PC机相连采集脉搏信号传输计算机便脉搏信号进行实时分析线节点连接家设备实现控制监护信息传输网络监护服务器实现监护信息享具体结构图41示网络协调器终端设备明显差者缺少智家电信号调制模块侦听串口接收中断中心协调器硬件台扩展RS232串口
天线模块
LCD模块
时钟模块
PC机
RS23串口模块
ZigBe数传输模块
8051微控制器
调试单元
DMA单元
电源模块
图41网络协调器硬件结构图
413 ZigBee终端设备结构设计
智居家设备终端设备直接获取家庭环境第手数命令执行单元关键终端设备结构包括电源模块8051微控制器ZigBee数传输模块调试模块调制模块时钟模块LCD模块天线模块等构造图42 示方面通智传感器单元设备模块部数收集家里环境信息终端装置获通信号调制模块信号然线模块信息传方面终端连接通线数传输模块接收控制命令传达智家电模块命令执行单元执行命令
天线模块
LCD模块
时钟模块
传感器单元
信号调制
智家电
ZigBee数传输模块
8051
微控制器
ADC模块
命令执行单元
DMA模块
调试模块
电源模块
图42终端设备结构图
第五章 系统软件设计
51 ZigBee网络设备软件
511 ZStack简介
ZStack TI 公司开发符合ZigBee2006规范ZigBee协议栈ZigBee线网络实现建立ZigBee协议栈基础协议栈采分层结构协议分层目层相独立层提供服务服务协议定义程序员需关心工作直接相关层协议高层提供服务低层提供服务TI公司ZStack协议栈特点兼容性完全支持IEEE 802 15 4ZigBeeCC2430片系统解决方案ZStack支持丰富新特性线载通ZigBee网状网络（Mesh Network）载节点更新
512 ZigBee网络建立
组建完整Zigbee网络分两步：第步协调器初始化网络第二步路器终端加入网络加入网络两种方法种子设备通MAC层连接进程加入网络种子设备通先前指定父设备直接加入网络
ZigBee中PAN协调点建立新ZigBee网络ZigBeePAN协调点希建立新网络时首先扫描信道寻找网络中空闲信道建立新网络果找合适信道ZigBee协调点会新网络选择PAN标识符（PAN标识符标识整网络选PAN标识符必须信道中唯）旦选定PAN标识符说明已建立网络果ZigBee协调点扫描该信道网络协调点会响应声明存
ZigBee协调点选定网络址开始接受新节点加入网络节点希加入该网络时首先会通信道扫描搜索周围存网络果找网络会进行关联程加入网络具备路功节点允许节点通关联网络果网络中节点网络失联系想重新加入网络进行孤立通知程重新加入网络
513 ZigBee网络协调器程序设计
Zigbee网络采3种拓扑结构：星型结构网状型结构树形结构网络配置网络中三种类型节点：Zigbee协调器节点二Zigbee路器节点Zigbee终端设备节点
节点电
初始化
进入OS
新建网络
成功？
N
确定PAN IDNWK ID
修改配置文件
Y
PC显示网络信息
进入线监控状态
信号？
N Y 入网请求
节点入网程序
数处理程序
入网成功
PC显示接收数
PC显示节点信息
图51 Zigbee网络协调器软件流程
Zigbee协调器网络组织理者理网络中节点针般应模式Zigbee网络形成协调器必须作扫描情况选择合适参数建立网络图51Zigbee网络协调器软件设计流程
514 Zigbee网络路器程序设计
Zigbee路器起路作搜索区域中网络作潜父节点允许更设备加入网络传输数Zigbee协调器请求数等通常希路器直处活动状态必须电源供电树状网络拓扑结构时候允许路间隔定周期操作次样电池供电路器属全功设备流程图：
开始
系统电
初始化JN5121外设
加入zigbee网络
ＮＯ
入网成功
监听网络外设
YES
NO
节点信息
收信息
NO NO
协调信息
转发信息
YES
回应消息
YES
执行指令
等回应
YES NO
图52路器程序
515 ZigBee终端节点程序设计
Zigbee终端设备般作边缘设备负责实际监控象相连网络中扮演属角色数时间属休眠状态ZigBee终端节点中节点设计程序实现功温度采集进行解释Zigbee终端设备采集空中信息时接数解读判断旦确定命令温度采集立马调相应温度采集程序温度进行采集控制然温度传感器收集处理信息发送适理接口发送ZigBee线理界面
开始
调应功子程序
终端节点初始化
查找协调器联网
数包发送
加入网络成功？
发送成功？
N N
信息采集等
空中信息？
进入休眠
N Y
系统激活
图53 ZigBee终端节点程序流程图
52Zigbee绑定机制引入
绑定指两节点应层建立起条逻辑链路节点建立绑定服务分应种类数包外绑定允许目标节点（绑定）例实现调光功种明设备窗帘等进行绑定系统输入量光强度值输出量灯光亮暗窗帘开程度具体程：户通位机输入设定值发送节点节点通光敏传感器采样前室光强度设定值进行设定值通控硅开关调节室灯通电机驱动开窗帘调节光线值直满足设定条件止
ZigBee2006版中规定全部节点中实现绑定机制称源绑定绑定机制允许应服务知道目标址情况方（应服务）发送数包发送时目标址应支持子层（APS）绑定表中动获消息利目标节点应服务分组接收
53智家居理界面设计
基网络理台采BS（Browser Server）结构客户端需装Web 浏览器服务器端连接客户端数服务器负责处理浏览器户请求数库服务器保存系统数实现数定义维护访问更新理响应服务器请求[5]采SQL SERVER 2005利ADONET技术数存储数库中远程WEB 服务器微软ASPNET 技术开发基BS 架构数理服务软件整理软件分前台页面台理两模块前台页面实现户视化理方便户时查统计数理界面ZigBee网络数交互程图54示：
开始
设备启动初始化
等接收数
收理中心命令
收zigbee网络数
数解析处理
数解析处理
通CH372发送理中心
发送zigbee终端节点
结束
图54智理界面zigbee网络数交互流程
知道智家居包括配置界面控制界面两种理界面两界面结合实现调节控制作通配置界面做需种样设备进行合理绑定绑定通控制界面进行定控制
第六章 总结展
智家居系统设计中基该应ZigBee系统硬软件结构根控制领域需进行样开发强延伸性移植性智家居系统低数率正ZigBee侧重应线通信方式相ZigBee作种低速率短距离线通信技术优势体现低功耗低成低延时网络容量非蓝牙样拥高速数传输量包括智家居工业控制动抄表医疗监护传感器网络应电信应方面潜力相信ZigBee技术会带更灵活更方便生活环境着生活水提高家智家居需求越越高作中国房产配套产业中国智家居年发展已成集控制计算机家电等种新技术体新兴产业市场规范行业标准完善市场发展成熟处群雄逐鹿战国时代具市场潜力
参考文献
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毕 业 文
课 题基Zigbee智家居系统设计
学生姓名 基Zigbee智家居系统设计
系 基Zigbee智家居系统设计
专业班级 通信班
指导教师
二 ○ 年
目 录
摘 III
Abstract IV
第章 绪 1
11课题背景意义 1
12国外智家居发展概况 1
121 国外智家居发展概况 1
122 国智家居发展概况 1
13智家居系统组网技术 2
14智家居系统设计需解决问题 3
第二章 ZigBee 技术研究 4
21 ZigBee技术简介 4
22 ZigBee协议组成 4
23 ZigBee网络配置 5
24 Zigbee技术特点 7
第三章 智家居系统总体设计方案 8
31智家居系统需求分析 8
32智家居系统功描述 8
33智家居系统结构 8
第四章 系统硬件设计 10
41 ZigBee通信模块硬件设计 10
第五章 系统软件设计 12
51 ZigBee网络设备软件 12
52Zigbee绑定机制引入 15
53智家居理界面设计 15
第六章 总结展 17
参考文献 18
插图清单
图21 Zigbee协议总体架构 4
图22 Zigbee三种网络拓扑结构 7
图31智家居系统结构图 9
图41网络协调器硬件结构图 10
图42终端设备结构图 11
图51 Zigbee网络协调器软件流程 13
图52路器程序 14
图53 ZigBee终端节点程序流程图 15
图54智理界面zigbee网络数交互流程 16
基Zigbee智家居系统设计
摘
着生活水断提高生活环境求越高改善家居环境更加安全舒适摆工程师面前难题背景智家居理念早年国外已率先提出知名建筑设计采理念该理念核心利计算机技术通信技术等等先进技术改善家居环境家居生活更舒适便利智家居国引入时间较短国智家居应水国外较差距否认智家居技术国发展前途现缺少成熟产品配套解决方案熟练技术技
文完成工作
1介绍智家居系统国外发展现状系统采通信方式通选定ZigBee线通信方式作智家居系统设计通信方式
2ZigBee技术介绍起源ZigBee研究
3ZigBee网络种设备包括路器终端设备硬件电路进行设计
4智家居系统中需种传感器配套调理电路控制电路进行设计
5智家居系统中具体功介绍
关键词：智家居Zigbee通信技术线网络技术
Abstract
With the increasing living standard people’s requirement to the environment is becoming more and more higher especially home environment How to improve home environment and make it more comfortable and safer is a big problem for engineers Under this backgroud Smart Home was raised firstly in some foreign countries few years ago and some famous building has adopted this idea The core of this idea is to use computer technology and communication technology to improve home environment and make it more convenient and more comfortable In our country this idea was introduced recently so the application technology has a gap compared with some foreign countries But we can’t deny that it has a big development space in our country At the moment what we are short of is mature products and form a complete set of solutions
This paper mainly completed the following work：
1Recommend the development of Smart Home system present situation at home and abroad and means of communication it has adopted by comparing with so many methodswe chose zigbee wireless communication way as Smart Home way of communication
2Describe zigbee technology in detail introduce its origin and research it
3Design zigbee all sorts of equipment including routers and terminal equipment of the hardware
4Design all kinds of sensors and their matching regulate circuit control circuit what smart home need
5Introduce the function of Smart Home
Keywords：Smart HomeZigbee communication technologywireless network technology
第章 绪
11课题背景意义
谓智家居系统指利先进计算机技术网络通讯技术综合布线技术家居生活关种子系统机结合起通统筹理居家生活变更加舒适安全智家居提供全方位信息交换功帮助家庭外部时刻保持着信息交流优化生活方式增强家居生活安全性节约种源费资金
智家居称智住宅 国外常Smart Home 表示智家居含义相似家庭动化（Home Automation）电子家庭（Electronic HomeEhome）数字家园（Digital Family）家庭网络（Home NetNetworks for Home）网络家居（NetworkHome）智家庭建筑（Intelligent HomeBuigylding）等
12国外智家居发展概况
121 国外智家居发展概况
智家居计算机技术嵌入式系统网络通讯技术家庭生活中种设备（明系统环境控制安防系统网络家电）通家庭网络连接起国外智家居发展1984年美国康迪克州哈特佛市首创智建筑说起科技较发达先进国家陆陆续续加入智家居行列中诸美国瑞典新加坡英国等国智家居发展较新加坡国家系统已相完善详细说实现电表水表燃气表抄送动报警视通话网络监控电气智化控制智接线盒宽带网络接入系统软件配置等智家居控制系统智家居家电系统智家居舒适系统智家居娱乐系统智家居节系统等等应具日室家庭已实现动化网络时实现动门生物特征识系统系统设计较性化双手提东西方便腾出手门口摄机确认身份门设定短时间开外家居智化医学相关设计便时关注健康情况卫生间便器垫圈插血压计便器巧妙设计血糖检测装置厕洗手池前安装体重仪系统仪器需太额外操作完全实现方便实仪器测试结果显示器显示然数保存说智家居住宅台兼备建筑网络通讯讯息家电设备动化集系统结构服务理体高效舒适安全便利环保居住环境
122 国智家居发展概况
智家居系统国研究起步较晚创造标准面代表目前智家居系统：
（1）科龙集团开发智家居系统网络科龙集团开发智家居系统网络家庭网关电表控制器安全控制家电控制器光总线控制器家庭组成通远程互联网远程控制家里设备您电视机遥控器控制开关灯季节空调冰箱控制方法着时间变化发生变化适应特性
（2）海信智家居控制系统：提出智家居享想口号家电器灯光窗帘空调电视等等通手机板电脑操作完全智化德国消费电子展（IFA）海信智家居理念携旗智电视冰箱空调等产品亮相海信展台智家居理念搭建智电视智冰箱等家电产品组成家庭智控制系统中SMART TV作智家居重组成部分仅体现出智电视影音娱乐方面应更重智互动部分应更广泛
（3）清华方e家数字家庭：家庭基础技术楼宇动化技术清华方相关联网络计算机软件技术中国家庭社区提供全方位数字服务产品e家数字家庭包括三层次家庭动化智化区社区信息目生活工作网络化
（4）卓越3000家电器智控制：方正卓越3000包括电视机录机VCD摄机空调家电器包括控制电路智集中理提高家电效率联系起家庭效利成户家电
消费者角度 智家居厂家应该贴客户实际需求导提高系统稳定性第追求住户提供高效舒适安全便利环保居住环境实现智化需家电动化基础实现家居网络化通芯片种记录判控制反馈等程进行处理程网络台实现集成需求实现远程动控制标准版智家居需遥控器便实现动化功智化服务居家生活体现目前高新科技水更全面更富性化未家庭充满种数字设备连接线技术家庭拥必设备设备互联网线技术形成独立网络然通遥控器连接电脑互联网家里真正实现家电信息化网络化
13智家居系统组网技术
131 线通信组网技术
（1）集中布线技术：
需重新额外布设弱电控制线发送控制信号接收控设备反馈信号达家电生活灯光进行控制目前应楼宇智化控制独立线方式进行信号收发相较言信号稳定较适合新建楼宇区范围控制现开始部分墅智化般布线较复杂造价较高工期较长适房子新装修户
（2）X10电力载波：
需重新布线 利家庭现电力传输实现控制信号电器明控制理安装设置较简单许设备插您匹配产品根需够断智升级功较强实价格实惠适合众消费技术已非常成熟25年历史现美国已1300万家庭户新装修家庭户者已装修家庭户言较健康安全环保智家居技术国X10技术受限国电网杂波较控制信号传输稳定性保证致系统稳定性相国外说较差
132 线通信组网技术
文具体研究便智家居线组网技术线射频技术种距离低复杂度低功耗低数率低成线通信技术线射频方式进行控制信号传输实现家电灯光控制需重新布线安装设置调试较方便着射频技术发展射频传输抗干扰力越越强稳定性越越高穿透障碍物性越越逐渐取代传统线方式传输控制信号趋势时需布线优势线智家居系统成已装修家庭配备智家居系统首选
时着ZigBee协议逐渐推广文讨采24GHZ频率支持ZigBee协议线智家居系统已程度Zigbee技术更解决射频传输稳定性较差抗干扰力弱问题时Zigbee网络动组网控制设备控制设备间前需码Zigbee系统易性增强时通讯节点路力传输信号路功节点间进行接力式传输样增加信号传输距离增强信号穿透障碍力
14智家居系统设计需解决问题
宏观讲事物发展阶段时业员认识水技术水市场认知原材料成等原作结果阶段会局限时技术水市场接受程度等会法突破瓶颈困难便智家居系统中国已发展20年年发展产品技术已日趋成熟稳定项技术定完美瑕产品技术处高速发展中必然需断解决技术者产品问题智家居产品未会节环保舒适度方面发展冬暖夏凉型建筑空调建筑身功调节温度智家居必须结合建筑功发展方面说必然会推动智家居适应性发展
现阶段智家居说没专讲智家居数字处理芯片技术层面集成层面关联果够解决未数字讲会取更应着中国城镇化趋势加剧型区会越越安保重视程度会日益加强区安防子系统技术必然会走综合化集成化外厂家需理性类应设计解决方案校正虚假概念设计实性强性价高适应拓展未新技术系统更户服务
外家产品兼容性急需解决问题目前厂家产品均采家协议法做兼容品牌视讲智家居系统互连互通需突破难点
第二章 ZigBee 技术研究
21 ZigBee技术简介
首先家介绍什ZigBee ZigBee165000线模块组成线数传输网络台现CDMA方式移动通信网络GSM网络非常类似Zigbee网络数传输模块类似移动网络中基站整网络中彼间进行通信范围网络节点间距离标准75米百米甚公里 外Zigbee网络种现行网络互连时ZigBee种短距离低复杂度低功耗低速率低成双线通信技术动控制远程控制满足型价格低廉设备线联网控制
ZigBee技术前身HoneRFlite技术 2000年12月IEEE802153工作组制定核心协议2002年8月组建Zigbee联盟负责高层应互联互通测试市场推广
22 ZigBee协议组成
221ZigBee协议总体构架
ZigBee协议网络通信协议样采分层模型层实现功整协议中起作做出明确划分ZigBee协议套件高层应层应支持层网络层数链路层物理层组成图21示：
Application Framework
应层（AF）
Application Support sub layer
应支持层（APS）
Network Layer
网络层（NWK）
Medium Access Control Layer
数链路层（MAC）
Physical Layer
物理层（PHY）
图21 Zigbee协议总体架构
222物理层(PHY)规范
物理层遵循IEEE802154协议协议低层承担务外界直接相互作控制RF收发器工作采扩频通信物理层通射频固件硬件提供MAC层物理线信道间接口物理层包括物理层理实体（PLME）提供调物理层理功理服务接口时PLME负责维护物理层PAN信息库（PHY PIB）物理层通物理层数服务访问点（PDSAP）提供物理层数服务通物理层理实体服务访问点（PLMESAP）提供物理层理服务 物理层数服务简单概括作：开启关闭线收发信机量检测（ED）链路质量指示（LQI）空间信道评估（CCA）信道选择数发送接收
223介质传输控制层(MAC)规范
样遵循IEEE802154协议负责设备间线数链路建立维护结束确认模式数传输接收选时隙实现低延迟传输种网络拓扑结构均支持网络中设备16位址寻址MAC子层提供两种服务：MAC层数服务MAC层理服务前者保证MAC协议数单元物理层数服务中正确收发MAC层理服务维护存储MAC子层协议状态相关信息数库
MAC子层功：
①协调器产生发出网络信标帧
②设备信标帧步
③支持PAN网络关联(Association)取消关联(Disassociation)操作
④保证设备安全
⑤CSMACA机制访问信道
⑥支持GTS（Guaranteed Time Slot时间槽保障）机制
⑦提供两等MAC实体间连接等
224网络层(NWK)规范
网络层MAC层间提 提供合适接口通刺激MAC层动作执行寻址路功关键务包括：
（1）启动网络分配网络址
（2）移网络中设备者添加网络中设备
（3）通路消息送目节点
（4）加密已发送数
（5）网状网络中执行路寻址储存路表
225应层(APL)规范
应层支持维持器件功属性发现该器件工作空间中器件工作根服务需求器件间进行通信Zigbee应层中包含应程序支持子层应程序架构送Zigbee装置控象厂商定义应程序象外Zigbee定义应规格针种应情境定义概略行蓝图特定应中采规格装置间够互相操作
23 ZigBee网络配置
231 IEEE802154定义网络设备
IEEE 80215工作组1998年成立致力线区域网络（WPAN）物理层媒体访问子层标准化工作2002年zigbee Alliance成立2004年zigbee V10诞生zigbee第规范推出仓促存错误2006年推出zigbee 2006较完善2007年底zigbee PRO推出zigbee底层技术基IEEE802154物理层MAC层直接引IEEE 802154IEEE 802154标准定义LRWPAN网络具特点：
载波频率实现20kbps40kbps250kbps三种传输速率支持星型点点两种网络拓扑结构16位64位两种址格式中64位址全球惟扩展址支持突避免载波路侦听技术（carrier sense multiple access with collision avoidance CSMACA）支持确认（ACK）机制保证传输性
IEEE802154提供两种物理层选择868915MHz24GHz直接序列扩频(DSSS)物理层频段24GHz物理层数传输速率250kbs868915MHz物理层数传输熟虑20kbs40kbs24GHz物理层传输速率高采DSSS方法准正交调制技术868915MHz物理层PPDU数传输长15CHIP序列扩展简单DSSS方法IEEE802154支持种网络拓扑结构包括星形点点拓扑拓扑结构需根应设计需求定PC外设应适合星形低延时连接安全方面应适合面积点点拓扑结构
232 ZigBee定义网络设备
Zigbee 中国译紫蜂蓝牙相类似种新兴短距离线技术传感控制应Zigbee基IEEE802154标准低功耗区域网协议根协议规定技术种短距离低功耗线通信技术Zigbee字英语角度分析Zigbee两字组成前者Zig中文意思字形路径面英文单词bee蜜蜂意思Zigbee网络技术模仿蜜蜂通跳舞传递信息方式通网络节点间信息相互互传信息节点传输远处外节点总说ZigBee种基IEEE802154低功耗低传输速率架构简单短距离线通信技术动控制领域应正越越引起业界瞩目
233 ZigBee网络拓扑结构
Zigbee网络三种网络拓扑结构：星型拓扑结构树状拓扑结构网状拓扑结构IEEE802154中支持等结构树状结构网状结构三种网络拓扑结构图22示：
星状网络（Star） 树状网络（cluster tree）
协调器
路器
终端节点
网络网状（mesh）
图22 Zigbee三种网络拓扑结构
24 Zigbee技术特点
ZigBee年兴起种短距离低功耗低成灵活组网线通信技术适数传输量功率更高求网络节点需更场合具特点：
（1）低功耗：工作时间较短接受发送信息功消耗较低数情况采休眠模式ZigBee节点省电
（2）低成：目前低速率低功率UWB芯片组价格低20美元ZigBee价格
目前美分ZigBee 协议收专利费
（3）数传输速率低：ZigBee工作20～250kbps较低速率分提供250kbps(24GHz)40kbps(915MHz)20kbps(868MHz)原始数吞吐率满足低速率传输数应需求
（4）时延短：ZigBee 针时延敏感应做改进通信时延休眠状态激活时延短
（5）网络容量：Zigbee网络支持255设备说Zigbee设备外254台设备相连接
（6）优良网络拓扑力ZigBee具星树丛网络结构力ZigBee设备实际具线网路愈力简单覆盖广阔围
（7）安全性：Zigbee提供数完整性检查鉴权功加密算法采AES128时灵活确定安全属性
第三章 智家居系统总体设计方案
31智家居系统需求分析
智家居系统采ZigBee技术线传感网络相结合智家居系统广消费者言必须实简单基础根爱进行样化性化智家居系统细分分系统：灯光明系统门窗控制系统家电控制系统安防监控系统远程控制系统智家居简单概括出特点：
(1) 方便： 智化系统提供远程控制接口您外出时您通电话互联网查控制家里设备
(2) 信息服务：通互联网时间点获交换消息通信网络通种形式静态文图形动态音频视频信息
(3) 安全性高：家庭智家居系统实时监控状态预防火灾煤气中毒 防御入侵者时报警效保证您居家安全
(4) 节约成：智系统帮动关闭家中时需耗设备降低您生活成
某设备户需发生位置改变时等网络拓扑结构进行定改善开始智家居网络建设初期规划时先考虑系统适应性兼容性满足家庭网络智化动化求果说网络拓扑结构进行调整时采取适应调整措施保证家庭网络正常外种情况业务需网络进行升级改造升级非改善原某缺陷提供出更适合网络满足客户需求
32智家居系统功描述
智家居系统旨实现功：
(1)控制相应状态查询查询室室外温度家电器灯键全开键全关更方便
(2)光线方面家庭装修环境背景者户层次需光线先进行动调节指户带良感知度舒适程度
(3)制定机交互界面样户根需行调节电器间参数操作简单化
(4)智家庭网关Web服务器网络视频服务器框架通PC客户端Web进行查实时状态远程控制家设备家庭网络视频服务器端Web框架智家居网关Web服务器您查PC家庭设备远程控制家庭实时状态
(5)家庭网关集成3G模块通WCDMA网络远程访问
33智家居系统结构
基ZigBee 芯片线网络收发模块嵌入种家居设备中组成基基ZigBee线家庭控制网络技术根需户接入者移设备 通线网络收发器模块子网络间数传输节点家庭线设备网络互连够协作动运行设计中利现线通信网络通Internet 网络进行数传输3G 网络便户时接入家庭网络家庭网络网中需具线接口理功ZigBee模块相连通开发机交互界面便通PC手持终端进行设备控制状态查询系统总体架构图图31示：
温度监测
光线调节
线接口理模块
开关控制
家居网关
手机
煤气烟雾探测
zigbee终端节点
视频监控
PC机
PC机
图31智家居系统结构图
系统三模块组成：ZigBee技术家庭部通网络构成家庭部网络设备实现互联互通 家庭网关家庭部网络互联网移动网络户够远程控制家庭家设备实时监控情况户通台家电脑智家居进行现场控制登录智家居设备网络 进行远程远程控制监测
第四章 系统硬件设计
41 ZigBee通信模块硬件设计
411 CC2430芯片简介
CC2430芯片巨TI公司收购线单片机公司CHIPCON推出全新概念新代ZigBee线单片机系列芯片CC2430款真正符合IEEE802154标准片SOC ZigBee产品CC2430颗真正系统芯片(SoC)CMOS解决方案种解决方案够提高性满足ZigBee基础24GHz ISM波段应低成低功耗求结合高性24GHz DSSS(直接序列扩频)射频收发器核心颗工业级巧高效8051控制器 CC2430设计结合8KbyteRAM强外围模块3种版根闪存空间3264128kByte优化复杂度成组合CC2430CC2420射频参数相CC2430具51单片机核发射功率0dbm接收灵敏度110dbm左右工作频点：24ghz支持zigbee20032006协议
CC2430 芯片延CC2420 芯片架构单芯片整合ZigBee 射频(RF)前端存微控制器1 8 位MCU（8051）具128 KB 编程闪存8 KBRAM包含模拟数字转换器(ADC)定时器（Timer）AES128 协处理器门狗定时器（Watchdog timer）32 kHz 晶振休眠模式定时器电复位电路(Power On Reset)掉电检测电路(Brown out detection)21 编程IO 引脚CC2430 芯片采018 μm CMOS 工艺生产接收发射模式电流损耗分低27 mA 25 mACC2430 休眠模式转换动模式超短时间特性特适合求电池寿命非常长应CC2430相增强型8051+zigbee射频模块
412 ZigBee网络协调器硬件结构图
网络协调器负责线网络建立网络状态理．网络协调器通串口PC机相连采集脉搏信号传输计算机便脉搏信号进行实时分析线节点连接家设备实现控制监护信息传输网络监护服务器实现监护信息享具体结构图41示网络协调器终端设备明显差者缺少智家电信号调制模块侦听串口接收中断中心协调器硬件台扩展RS232串口
天线模块
LCD模块
时钟模块
PC机
RS23串口模块
ZigBe数传输模块
8051微控制器
调试单元
DMA单元
电源模块
图41网络协调器硬件结构图
413 ZigBee终端设备结构设计
智居家设备终端设备直接获取家庭环境第手数命令执行单元关键终端设备结构包括电源模块8051微控制器ZigBee数传输模块调试模块调制模块时钟模块LCD模块天线模块等构造图42 示方面通智传感器单元设备模块部数收集家里环境信息终端装置获通信号调制模块信号然线模块信息传方面终端连接通线数传输模块接收控制命令传达智家电模块命令执行单元执行命令
天线模块
LCD模块
时钟模块
传感器单元
信号调制
智家电
ZigBee数传输模块
8051
微控制器
ADC模块
命令执行单元
DMA模块
调试模块
电源模块
图42终端设备结构图
第五章 系统软件设计
51 ZigBee网络设备软件
511 ZStack简介
ZStack TI 公司开发符合ZigBee2006规范ZigBee协议栈ZigBee线网络实现建立ZigBee协议栈基础协议栈采分层结构协议分层目层相独立层提供服务服务协议定义程序员需关心工作直接相关层协议高层提供服务低层提供服务TI公司ZStack协议栈特点兼容性完全支持IEEE 802 15 4ZigBeeCC2430片系统解决方案ZStack支持丰富新特性线载通ZigBee网状网络（Mesh Network）载节点更新
512 ZigBee网络建立
组建完整Zigbee网络分两步：第步协调器初始化网络第二步路器终端加入网络加入网络两种方法种子设备通MAC层连接进程加入网络种子设备通先前指定父设备直接加入网络
ZigBee中PAN协调点建立新ZigBee网络ZigBeePAN协调点希建立新网络时首先扫描信道寻找网络中空闲信道建立新网络果找合适信道ZigBee协调点会新网络选择PAN标识符（PAN标识符标识整网络选PAN标识符必须信道中唯）旦选定PAN标识符说明已建立网络果ZigBee协调点扫描该信道网络协调点会响应声明存
ZigBee协调点选定网络址开始接受新节点加入网络节点希加入该网络时首先会通信道扫描搜索周围存网络果找网络会进行关联程加入网络具备路功节点允许节点通关联网络果网络中节点网络失联系想重新加入网络进行孤立通知程重新加入网络
513 ZigBee网络协调器程序设计
Zigbee网络采3种拓扑结构：星型结构网状型结构树形结构网络配置网络中三种类型节点：Zigbee协调器节点二Zigbee路器节点Zigbee终端设备节点
节点电
初始化
进入OS
新建网络
成功？
N
确定PAN IDNWK ID
修改配置文件
Y
PC显示网络信息
进入线监控状态
信号？
N Y 入网请求
节点入网程序
数处理程序
入网成功
PC显示接收数
PC显示节点信息
图51 Zigbee网络协调器软件流程
Zigbee协调器网络组织理者理网络中节点针般应模式Zigbee网络形成协调器必须作扫描情况选择合适参数建立网络图51Zigbee网络协调器软件设计流程
514 Zigbee网络路器程序设计
Zigbee路器起路作搜索区域中网络作潜父节点允许更设备加入网络传输数Zigbee协调器请求数等通常希路器直处活动状态必须电源供电树状网络拓扑结构时候允许路间隔定周期操作次样电池供电路器属全功设备流程图：
开始
系统电
初始化JN5121外设
加入zigbee网络
ＮＯ
入网成功
监听网络外设
YES
NO
节点信息
收信息
NO NO
协调信息
转发信息
YES
回应消息
YES
执行指令
等回应
YES NO
图52路器程序
515 ZigBee终端节点程序设计
Zigbee终端设备般作边缘设备负责实际监控象相连网络中扮演属角色数时间属休眠状态ZigBee终端节点中节点设计程序实现功温度采集进行解释Zigbee终端设备采集空中信息时接数解读判断旦确定命令温度采集立马调相应温度采集程序温度进行采集控制然温度传感器收集处理信息发送适理接口发送ZigBee线理界面
开始
调应功子程序
终端节点初始化
查找协调器联网
数包发送
加入网络成功？
发送成功？
N N
信息采集等
空中信息？
进入休眠
N Y
系统激活
图53 ZigBee终端节点程序流程图
52Zigbee绑定机制引入
绑定指两节点应层建立起条逻辑链路节点建立绑定服务分应种类数包外绑定允许目标节点（绑定）例实现调光功种明设备窗帘等进行绑定系统输入量光强度值输出量灯光亮暗窗帘开程度具体程：户通位机输入设定值发送节点节点通光敏传感器采样前室光强度设定值进行设定值通控硅开关调节室灯通电机驱动开窗帘调节光线值直满足设定条件止
ZigBee2006版中规定全部节点中实现绑定机制称源绑定绑定机制允许应服务知道目标址情况方（应服务）发送数包发送时目标址应支持子层（APS）绑定表中动获消息利目标节点应服务分组接收
53智家居理界面设计
基网络理台采BS（Browser Server）结构客户端需装Web 浏览器服务器端连接客户端数服务器负责处理浏览器户请求数库服务器保存系统数实现数定义维护访问更新理响应服务器请求[5]采SQL SERVER 2005利ADONET技术数存储数库中远程WEB 服务器微软ASPNET 技术开发基BS 架构数理服务软件整理软件分前台页面台理两模块前台页面实现户视化理方便户时查统计数理界面ZigBee网络数交互程图54示：
开始
设备启动初始化
等接收数
收理中心命令
收zigbee网络数
数解析处理
数解析处理
通CH372发送理中心
发送zigbee终端节点
结束
图54智理界面zigbee网络数交互流程
知道智家居包括配置界面控制界面两种理界面两界面结合实现调节控制作通配置界面做需种样设备进行合理绑定绑定通控制界面进行定控制
第六章 总结展
智家居系统设计中基该应ZigBee系统硬软件结构根控制领域需进行样开发强延伸性移植性智家居系统低数率正ZigBee侧重应线通信方式相ZigBee作种低速率短距离线通信技术优势体现低功耗低成低延时网络容量非蓝牙样拥高速数传输量包括智家居工业控制动抄表医疗监护传感器网络应电信应方面潜力相信ZigBee技术会带更灵活更方便生活环境着生活水提高家智家居需求越越高作中国房产配套产业中国智家居年发展已成集控制计算机家电等种新技术体新兴产业市场规范行业标准完善市场发展成熟处群雄逐鹿战国时代具市场潜力
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