智能家居系统中无线传感器网络的设计

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1、第19卷第4期电子设计工程2011年2月V01．19No．4ElectronicDesignEngineeringFeb．2011智能家居系统中无线传感器网络的设计http://www.chinaihome.com/黄晓亮．徐晓辉，宋军华，宋涛，温阳(河北工业大学河北天津300401)摘要：介绍了ZigBee无线传感器网络。将ZigBee技术应用到智能家居系统中。提出了一种以ZigBee技术为基础的智能家居系统设计方案。阐述了无线传感器网络的总体构成。以CC2430无线芯片为核心。选取了合适的ZigBee模块进

2、行了硬件电路设计。研究并分析了ZigBee技术。设计并实现了串口收发程序，传感器程序，以及节点间的无线通信程序，并根据ZigBee协议，使节点组成树状网络，最终实现系统的监测与控制。结果表明，本系统运行稳定，达到了设计目的．有着广泛的应用前景。关t词：智能家居；无线传感器网络；ZigBee；CC2430中图分类号：11玛16文献标识码：A文章编号：1674_6236(2011)04—0035—03DesignofwirelesssensornetworkinsmarthomeHUANGXiao-liang。XU

3、Xiao-hui，SONGJun—hua，SONGTao。WENYang(HebeiUniven盼ofTech∞logy，Tio,,j讯300401。Ch／na)Abstract：ThewirelesssensornetworkisintroducedandusedinfllnarthomekindofdesignforsmarthomeZigBeesystem．AbasedonZigBectechnologyispresentedinthispaper．Itdescribestheoverallcomposi

4、tionofwirelessI螗ligornetwork(WSN)．ThatusedCC2430chipa8themainchip，selectedappropriatezisBeemoduleforhardwaredesign，analyzedthetechnologyofZigBee。designedandimplementedserialportpmgrmn。sensorprogram，agwell脑thewirelesscommunicationprogrambetweennodes。madetreen

5、etworkwithnodestoimplementmonitoringandcontrollingforthesystem．Theresultshowsthattheisstable，whichmeetsthedesignpurposeandhasbroadsystemapplicationprospect&Keywords：8m捌rthome；WSN；ZigBee；CC2430随着时代的发展。人们将更多的注意力放在了生活环境仅定义了MAC层和物理层协议．而ZigBee联盟则对其网络的安全性、舒适性和便利性上

6、，从而出现了智能家居的概念。层和应用层进行了标准化。ZigBee联盟还开发了安全层．以智能家居控制系统使人们可以对家居内的任意电器进行数保证这种便携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络字化控制．利用计算机技术、网络通讯技术将与家居生活有的远距离传输不会被其他节点获得啊。关的各种设备有机地结合在一起。进行集中管理．让家居生2系统结构设计活更加舒适．安全、有效¨I。本文以ZigBee技术对智能家居内部进行无线网络组网．通过ZigBee无线传感器网络节点的设无线传感器网络系统主要由传感器、CC2430无线模块计．

7、实现节点对各种传感器信息的采集、传输和控制功能。构成．结构图如图l所示。1Zigbee技术ZigBee技术是一种强调极低耗电、极低成本的短距离无线网络技术。遵循IEEE802．15．4标准。它专注于低速率传输控制．网络容量大，时延短．提供数据完整性检查，加密算法采用AES—128，网络扩充性强．有效覆盖范围为lO一75m．具网l系统结}‘l图ofFig．IStructurediagramsystem体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定．基无线传感器网络采用树状结构．网络巾有一个协调器．本上能够覆盖普

8、通的家庭环境．通信频率采用2．4GHz免执负责整个网络中数据的处理、转发以及网络的管理。终端节照频段冈。点(传感器节点)上电复位后。会搜索协调器节点．当能够搜ZigBee是一组基于IEEE802．15．4无线标准研制开发的．索到协调器时。直接申请加入网络。当终端节点搜索不到协有芙组网、安全和应用软件方面的技术标准。IEEE802．15．4收稿日期：2010-09—27稿件编号：2010