基于无线传感器网络智能家居控制系统研究

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1、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BasedOnWirelessSensorNetworkIntelligentHouseholdControlSystemResearch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目录摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1智能家居的由来11.1.1智能家居的意义11.1.2智能家居的起源11.2国内外智能家居发展现状21.2.1国外智能家居发展21.2.2国内智能家居21.3未来的智能家居发展趋势41.4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

2、件设计62.1传感器节点的定义62.2传感器节点的硬件设计62.2.1传感器单元的设计72.2.2处理器单元的设计92.2.3无线通信单元的设计92.2.4能量供应单元的设计102.3本章小结11第三章通信协议的设计123.1MAC层协议的设计123.1.1MAC层协议的设计要求123.1.2信道接入方式的设计123.1.3差错控制算法的设计143.1.4MAC层数据帧格式的设计153.2路由协议的设163.2.1主动路由协议163.2.2按需路由协议163.2.3路由协议的设计173.3本章小结18第四章智能家居网络的设计及综合调试194

3、.1智能家居网络拓扑结构的设计194.2智能家居网络的拓扑的设计19III目录4.3程序的综合设计194.3.1温度传感器DS18B20驱动程序的设计194.3.2无线收发芯片NRF905驱动程序的设计234.3.3传感器节点整体程序的设计284．4系统的综合调试294．5本章小结30第五章结论315.1回顾总结315.2展望31鸣谢32参考文献33附录134附录235III摘要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

4、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IIABSTRACTABSTRACTWi

5、relesssensornetworkismultiplehopsself-organizationwirelessnetworksystem.Itsaimisthatitcanfeel,collectandprocessinformationofobjectwithinthenetandsendtheinformationtoobserver.Basedonthis,thewirelesssensornetworkinintelligenthouseholdontheapplicationtechnologyadvantageisvery

6、obvious.Thepaperdesignedthefourpartsofnodesaccordingtothedefinitionofwirelesssensornetworknodes,particularlyresearchedcharacterandcircuitprincipleofeveryelements.Thenthepaperresearchedthedesignofthecommunicationprotocol,mainlyresearchedthedesignofMAClayerprotocolandroutepr

7、otocol.Thepaperdesignedthetopologywhichwasbestfittedintointelligenthomenetworkonthebasisofdiscussingseveralpopulartopology,analsodesignedthedriverofnodesandtheprogramwhichwouldmakethecommunicationprotocolcometure,thenformedalittlenetworktomaketheinformationcollectingoftemp

8、eratureandhumanthermalinfraredandmulti-hoptransmissioncometure.Astheresultthesystemdesign