基于ZigBee的家庭控制网络的应用研究

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1、江苏大学硕士学位论文摘要随着半导体技术和无线通信技术的不断发展，出现了多种短距离无线通信技术，如HomeRF、IrDA、Bluel如th以及ZigB∞等。无线通信技术和网络技术的结合，形成无线网络技术，出现了无线网络技术标准。ZigBcc技术就是在众多无线网络技术标准中的一种，且是一种短距离无线网络技术，强调低成本、低耗电、双向传输、传感器网络功能等特点，非常适用于家庭控制网络、建筑自动化、工业监控、数据采集等领域。本文就是通过分析研究ZigBee技术标准，将其应用于家庭控制网络中，实现家庭控制网络的无线连接功能，希

2、望能为以后在家庭控制网中的实际应用中提供一定指导和参考。在家庭网络中，无线网络技术应用于家庭网络已成为势不可挡的趋势，这不仅仅因为无线网络可以提供更大的灵活性、流动性，省去了在综合布线上的费用和精力，而且是其更符合家庭网络的通讯特点，同时随着无线网络技术的进一步发展，也必将大大促进家庭的智能化和网络化进程。本文首先介绍了ZigBee协议规范中的基本概念、协议栈的架构、详细分析了各协议层的主要功能：根据ZigBee网络的拓扑结构和不同网络结构的特点及应用领域选择了树型网络作为家庭控制网络的拓扑结构；选择了片上系统(SO

3、C)解决方案一CC2430ZigBee集成模块作为本课题的硬件设计模块。接着分析了家庭网络模型，将家庭网络分为家庭内部网、家庭网关和家庭外部网络并分析了各个模块的功能；在基于ZigBee技术的家庭控制网络的设计中，详细介绍了协调器建立网络的过程和设备加入网络的子、父节点的处理流程，并在此基础上进一步分析和完成了应用终设备(Endpoint)的通信设计。其次完成了zigBee网络中协调器节点和家庭控制网络中的不同终设备节点的软、硬件设计，分别是温湿度传感器节点、门禁射频读卡模块节点和灯光模块节点；完成了ZigBee控制

4、网络的测试：在家庭网关中，实现了Email、基于GSM／GPRS模块的电话、短信报警功能。最后分析了家庭网络的安全，介绍了高级加密标准(AES)，实现了基于AES的加密标准的数据的网络加密传输。关键词：ZigBec，家庭网络，无线网络，AES加密，CC2430HI江苏大学硕士学位论文ABSTRACTWitllthedevelopm锄tofs锄iConductorta曲molo霉!y锄dwirelesscommunicationt。chnology，manyvarietiesofshort．distancewirele

5、ssC0mmunicationtecImologieshavepr器eme也such嬲HomeRF，IrDA，Bluel№oth，ZigB∞锄Id∞on．ThecombinationofWirelesscommunicationsandne啊orkte《IlmoloPⅣf．o肌swirelessn咖orktechnologⅣ觚dappea塔awirel懿stechnologySt觚dard．ZigB∞tecllllologyisoneofthewirclessIlel时od【teCIlnologyst锄dards．A

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