摘要: 和智能家居系统相比，传统的家居环境已经远远不能满足人们的需求，在安全防护、远程监控、对外通信、综合布线等方面的局限性已经越来越明显。而智能家居因其高效、舒适、安全、便利、环保等特点已经在国内外引起了广泛的关注，各大厂商纷纷加大了在智能家居方向上的投入。但是，目前的智能家居系统普遍存在成本高、服务单一、布线复杂、维护困难等问题,很难融入普通家庭。针对这些问题，本文从家居舒适度标准之一--温湿度的监测入手，设计并实现了一套基于ZigBee技术的室内无线温湿度监测系统。该系统由传感器模块、ZigBee无线模块、LCD显示模块组成，整个无线传感器网络由一个协调器节点、一个路由器节点和若干个终端节点组成，终端节点负责采集节点所在环境的温湿度数据，通过ZigBee无线模块以广播的方式发送给路由器节点或者协调器节点，路由器节点负责将收到的数据进行转发以延长通信距离，协调器节点负责网络的建立与维护，并将终端节点传来的数据实时显示在液晶屏上。

本文首先进行了智能家居系统的需求分析，随后介绍了几种无线通信方式的异同，简述了ZigBee以及ZigBee协议栈Z-Stack的工作方式和工作原理，最后分硬件设计和软件设计两方面做了大体的介绍，并对系统的整体性能进行了测试。

关键词：智能家居； ZigBee； 传感器网络； 无线通信；

目录

摘要

Abstract

1 绪论.1

1.1课题研究的背景与意义.1

1.2智能家居系统发展状况2

1.2.1 国外智能家居系统发展状况2

1.2.2 国内智能家居系统发展状况2

1.3 论文主要内容3

2 无线通信与ZigBee技术5

2.1 常用智能家居技术及比较5

2.2 ZigBee与ZigBee协议栈6

2.2.1 ZigBee简介6

2.2.2 ZigBee协议栈简介8

3 室内温湿度监测系统硬件设计.10

3.1 系统硬件结构组成.10

3.2 系统核心板模块硬件电路设计.10

3.3 温湿度检测模块硬件电路设计.12

3.4 电源管理模块硬件电路设计.12

3.5 显示模块硬件电路设计.13

3.6 串口转USB模块硬件电路设计.13

3.7 按键与LED模块硬件电路设计.14

3.8 程序下载模块硬件电路设计15

4 室内温湿度监测系统软件设计.16

4.1 ZigBee组网方式与网络特点.16

4.2 在IAR集成开发环境下进行Z-Stack开发17

4.2.1 终端节点软件设计18

4.2.2 路由器节点软件计20

4.2.3 协调器节点软件计22

5 室内温湿度监测系统测试.26

5.1 系统功能测试.26

5.2 传输距离测试.26

5.3 系统自组网能力测试.27

5.4 系统功耗测试.27

结论.28

参考文献.29

致谢.30