基于无线传感器网络的智慧家庭系统设计

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1、分类号：TN929学校单位代码：10446硕士学位论文论文题目：基于无线传感器网络的智慧家庭系统设计研究生姓名：李晓丽学科、专业：通信与信息系统研究方向：无线通信导师姓名、职称：赵建平教授论文完成时间：2014年4月万方数据曲阜师范大学研究生学位论文原创性说明（根据学位论文类型相应地在“□”划“√”）本人郑重声明：此处所提交的博士□/硕士□论文《基于无线传感器网络的智慧家庭系统设计》，是本人在导师指导下，在曲阜师范大学攻读博士□/硕士□学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除注明部分外不包含他人已经发表或撰写

2、的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确的方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：曲阜师范大学研究生学位论文使用授权书（根据学位论文类型相应地在“□”划“√”）《基于无线传感器网络的智慧家庭系统设计》系本人在曲阜师范大学攻读博士□/硕士□学位期间，在导师指导下完成的博士□/硕士□学位论文。本论文的研究成果归曲阜师范大学所有，本论文的研究内容不得以其他单位的名义发表。本人完全了解曲阜师范大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版

3、本，允许论文被查阅和借阅。本人授权曲阜师范大学，可以采用影印或其他复制手段保存论文，可以公开发表论文的全部或部分内容。作者签名：日期：导师签名：日期：万方数据摘要摘要智慧家庭的概念早在十多年前就曾被提出，由于受到当时技术的限制，高昂的成本，使得其无法完全实现。随着系统集成技术、微电子机械系统（MEMS）、片上系统、无线通信技术、低功耗的嵌入式技术等的提出，可以实现实时数据的采集、处理和传输，所以使得无线传输室内的温度、湿度等其他环境信息成为可能。为了实现智能感知、智能报警和智能判决，本文介绍了室内智慧家居的环境信息

4、采集系统以及设计了专门的传感器节点。智慧家居环境信息的采集分为短距离和远距离两部分，室内部分选用短距离无线收发模块进行数据的收发，如烟雾传感器被放置在厨房里，温度传感器被放置在客厅里，热释电红外传感器放置在安全门外面，各采集节点将采集到的数据信息利用无线模块发送到上位机主控制上（中心节点），实时的显示室内的温度等信息。室外部分可以通过安装GSM短信模块，实现远距离的无线数据传输。本系统设计了一种基于单片机和nRF24L01+无线模块的智慧家庭无线监测系统，该部分的硬件电路选用STC89C52作为微处理器芯片，选用无

5、线模块nRF24L01+进行短距离的数据收发，DS18B20温度传感器、烟雾传感器MQ-2、PIR（热释电红外传感器）及DS1302时钟芯片。本系统利用温度传感器检测室内的温度情况，并通过液晶实时显示；利用烟雾传感器和PIR分别来检测室内的可燃气体浓度信息和是否有外人趁户主不在时破门而入进入房间等异常信息情况的检测；并将采集到的数据信息，通过无线传输模块发送至上位机主控制单元进行超限判断，若超限，则将超限的报警信号通过GSM网络发送至指定接收号码上并同时驱动蜂鸣器产生报警声音，以达到及时地通知户主采取相应救助措施，

6、从而实现家庭安全报警的智慧化。软件上采用时分多址的技术避免多节点无线通信冲突等问题。最后在整个系统测试上，测得的温度数据精度高且准确，并且无线模块通信的距离远近也得到更精确的数据。对各采集节点数据的采集，通过自制的二极管小模块验证了各传感器的有效性；并利用两个无线模块所分别连接的单片机，在液晶上实时显示室内的温度信息，通过与室内温度计进行对比，证实了无线模块传输温度信息的正确，并测试了无线模块的短距离通信所能达到的最远距离和热释电红外传感器所能感测的最大范围。关键词：STC89C52；nRF24L01+；智慧家庭；

7、GSMI万方数据AbstractAbstractWisdomfamilyconcepthasbeenputforwardasearlyasmorethanadecadeago,duetothelimitationofthetechnology,highcosts,makesitcannotbefullyrealized.Asthesystemintegrationtechnology,microelectronicmechanicalsystem(MEMS),onachipsystem,wirelesscommun

8、icationtechnology,low-powerembeddedtechnologyisputforward,suchascanrealizereal-timedataacquisition,processingandtransmission,sothewirelesstransmissionofindoortemperature,humidityan