智能家居系统中无线传感器网络的设计.pdf

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智能家居系统中无线传感器网络的设计Jun—hua，SONGimplementedZigbee技术2系统结构设计第19卷第4期电子设计工程1年2月黄晓亮．徐晓辉，宋军华，宋涛，温阳smarthomeUniven盼ofTech∞logy，Tio,,j讯300401。Ch／na)(河北工业大学河北天津300401)摘要：介绍了ZigBee无线传感器网络。将ZigBee技术应用到智能家居系统中。提出了一种以ZigBee技术为基础的智能家居系统设计方案。阐述了无线传感器网络的总体构成。以CC2430无线芯片为核心。选取了合适的ZigBee模块进行了硬件电路设计。研究并分析了ZigBee技术。设计并实现了串口收发程序，传感器程序，以及节点间的无线通信程序，并根据ZigBee协议，使节点组成树状网络，最终实现系统的监测与控制。结果表明，本系统运行稳定，达到了设计目的．有着广泛的应用前景。关t词：智能家居；无线传感器网络；ZigBee；CC2430中图分类号：11玛16文献标识码：A文章编号：1674_6236(2011)04—0035—03DesignofwirelessnetworkinTao。WENZigBecdesign，analyzedZigBee。designedandhome；WSN；ZigBee；CC2430随着时代的发展。人们将更多的注意力放在了生活环境的安全性、舒适性和便利性上，从而出现了智能家居的概念。智能家居控制系统使人们可以对家居内的任意电器进行数字化控制．利用计算机技术、网络通讯技术将与家居生活有关的各种设备有机地结合在一起。进行集中管理．让家居生活更加舒适．安全、有效¨I。本文以ZigBee技术对智能家居内部进行无线网络组网．通过ZigBee无线传感器网络节点的设计．实现节点对各种传感器信息的采集、传输和控制功能。1ZigBee技术是一种强调极低耗电、极低成本的短距离无线网络技术。遵循IEEE802．15．4标准。它专注于低速率传输控制．网络容量大，时延短．提供数据完整性检查，加密算法体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定．基本上能够覆盖普通的家庭环境．通信频率采用2．4GHz免执ZigBee是一组基于IEEE802．15．4无线标准研制开发的．有芙组网、安全和应用软件方面的技术标准。IEEE802．15．4仅定义了MAC层和物理层协议．而ZigBee联盟则对其网络层和应用层进行了标准化。ZigBee联盟还开发了安全层．以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络的远距离传输不会被其他节点获得啊。无线传感器网络系统主要由传感器、CC2430无线模块构成．结构图如图l所示。无线传感器网络采用树状结构．网络巾有一个协调器．负责整个网络中数据的处理、转发以及网络的管理。终端节点(传感器节点)上电复位后。会搜索协调器节点．当能够搜索到协调器时。直接申请加入网络。当终端节点搜索不到协稿件编号：201009100作者简介：’|晓亮(198昏一)．男。河北沧州人，硕士研究生。研究方向：电路与系境。-35-201V01．19No．4ElectronicEngineeringFeb．20HUANG(Hebeisensornetwork(WSN)．technologyserialpmgrmn。sensorwell脑thenodes。madewithnodes采用AES—128，网络扩充性强．有效覆盖范围为lO一75m．具照频段冈。网l系统结}‘l图收稿日期：2010-09—27Xiao-liang。XUXiao-hui，SONGYangAbstract：TheZigBeeisintroducedusedsystem．Akinddesignforbasedpresentedthispaper．ItdescribestheoverallcompositionI螗ligorThatCC2430chipmainchip，selectedappropriatezisBeemodulehardwareportprogram，agcommunicationprogrambetweenimplementmonitoringcontrollingsystem．Theresultshowsthatsystemstable，whichmeetspurposehasbroadapplicationprospect&Keywords：8m捌rtFig．IStructurediagramfllnarttreetoona8
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群磊蔽H雠卜匦；}6笋害蹦雾喜H口呵罐曙控制器。它采用增强型8051MCU、3撇，128ZigBee网络有两种设备类型：全功能节点(肿)和半功Pc机卜——．1且S23礓宾转换口蛋堇舢1L干兰圣‘T