基于无线传感器网络智能家居控制系统研究.doc

本科生毕业论文 基于无线传感器网络智能家居控制系统研究 Based On Wireless Sensor Network Intelligent Household Control System Research 学生姓名 所在专业 所在班级 申请学位 指导教师 职称 副指导教师 职称 答辩时间 目 录 要 I abstract II 第一章 绪论 1 1.1智能家居的由来 1 1.1.1智能家居的意义 1 1.1.2智能家居的起源 1 1.2国内外智能家居发展现状 2 1.2.1国外智能家居发展 2 1.2.2国内智能家居 2 1.3未来的智能家居发展趋势 4 1.4本论文的工作与论文安排 5 第二章 无线传感器网络节点的硬件设计 6 2.1传感器节点的定义 6 2.2传感器节点的硬件设计 6 2.2.1 传感器单元的设计 7 2.2.2处理器单元的设计 9 2.2.3无线通信单元的设计 9 2.2.4能量供应单元的设计 10 2.3本章小结 11 第三章 通信协议的设计 12 3.1MAC层协议的设计 12 3.1.1 MAC 层协议的设计要求 12 3.1.2信道接入方式的设计 12 3.1.3差错控制算法的设计 14 3.1.4 MAC层数据帧格式的设计 15 3.2路由协议的设 16 3.2.1主动路由协议 16 3.2.2按需路由协议 16 3.2.3路由协议的设计 17 3.3本章小结 18 第四章 智能家居网络的设计及综合调试 19 4.1 智能家居网络拓扑结构的设计 19 4.2智能家居网络的拓扑的设计 19 4.3程序的综合设计 19 4.3.1温度传感器DS18B20驱动程序的设计 19 4.3.2无线收发芯片NRF905驱动程序的设计 23 4.3.3 传感器节点整体程序的设计 28 4．4系统的综合调试 29 4．5本章小结 30 第五章 结论 31 5.1回顾总结 31 5.2展望 31 鸣 谢 32 参考文献 33 附 录1 34 附 录2 35 摘 要 无线传感器网络是多跳的自组织的无线网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。基于此，无线传感网络在智能家居上的应用技术优势非常明显。 本文对其四个组成部分的硬件进行设计，详细研究介绍了各部分器件的特点及设计相应的电路原理图。随后研究了通信协议的设计，主要包括MAC层协议和路由协议的设计。本文在探讨几种流行的拓扑结构的基础上设计了最适合智能家居网络的拓扑结构，同时设计了节点的硬件驱动程序以及实现通信协议的程序，接着组建了一个小型的网络来实现室内温度和人体红外信息的采集及多跳传输功能。实验结果说明，本系统的设计原理简便，功能强大。是无线网络智能家居智能化和技术化的体现。 关键词：无线传感器网络；智能家居；温度；人体热释红外abstract Wireless sensor network is multiple hops self-organization wireless network system. Its aim is that it can feel, collect and process information of object within the net and send the information to observer. Based on this, the wireless sensor network in intelligent household on the application technology advantage is very obvious. The paper designed the four parts of nodes according to the definition of wireless sensor network nodes, particularly researched character and circuit principle of every elements. Then the paper researched the design of the communication protocol, mainly researched the design of MAC layer protocol and route protocol. The paper designed the topology which was best fitted into intelligent home network on the basis of discussing seve