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本科毕业设计（论文）开题报告

题 目 基于ZigBee的智能家居控制系统设计

学 院 名 称 电子通信与物理学院 专业班级 学生姓名 学 号 指 导 教 师

填表时间： 2015 年 4 月 7 日

设计（论文） 题目 基于ZigBee的智能家居控制系统设计 设计（论文） 类型（划“√”） 工程设计 应用研究 开发研究 基础研究 其它 √ 一、课题的研究目的和意义 智能家居控制系统（smart home control systems），是以智能家居系统为平台，家居电器及家电设备为主要控制对象，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术等将家居生活有关的设施进行高效集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的控制管理系统，提升家居智能、安全、便利、舒适，从而实现具有一定自动、智能控制功能的系统平台。智能家居控制系统是智能家居的核心，是智能家居控制功能实现的基础。 传统的家居智能控制系统一般采用有线方式来组建，如电缆线、同轴电缆、USB、CAN总线等。但有线网络具有布线麻烦，可扩展性差等固有的缺点，限制了有线网络技术在智能家居系统中的发展。因此，将无线网络技术应用于家庭网络己成为大势所趋，采用无线智能控制模式是智能家居发展的必然选择。这不仅仅因为无线网络具有更大的灵活性、流动性，省去了布线的麻烦，更重要的是它符合家居控制网络的通讯特点。无线网络可以将人们生活的空间浓缩于人类的双手可以掌控的距离。因此红外、蓝牙、WiFi、ZigBee等一系列无线网络技术应运而生并且蓬勃发展，从而大大促进家居设备智能化、无线化的进程。 ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。同时，ZigBee的出现克服了红外、蓝牙等通信方式的拓展能力不足，以及WiFi的成本过高、功耗较大、嵌入困难等缺点。 基于ZigBee的上述特点，同时结合当代智能家居在控制中的实际需求，我们选择了ZigBee作为智能家居中无线通信的方式，从而设计一种基于ZigBee的智能家居控制系统。本系统具有良好的开发和应用前景,在智能家居这个概念广为人知的时代，ZigBee无线通信技术与智能家居的融合，最终会让无线智能家居引领市场并且走向更为广泛的应用。随着技术的提升，成本的下降，智能家居生活将不再是梦，无线科技革命将会引领智能家居步入新的发展里程。 二、本课题的主要研究内容（提纲） 1. 研究分析智能家居的现状，设计基于ZigBee的智能家居控制系统； 2. 掌握ZigBee芯片CC2530的基本结构和工作原理； 3. 学习ZigBee通信协议，掌握它的要通信标准； 4．研究ZigBee & Wi-Fi网关, 实现了跨网间的数据同步； 5. 分析系统需要的传感器、控制器以及相关硬件并完成相关硬件搭建。 6. 编写程序并进行相关测试。 三、文献综述（国内外研究情况及其发展） 智能家居不是一个新概念，目前国内智能家居控制仍多采用传统控制方式，传统控制系统一般是通过有线的方式来组建的，功能需求越多安装越复杂，它具有以下几个弊端：1.布线复杂，安装空间大；2.电缆用量大，浪费材料；3.系统功能固定，扩展性差；4.运行维护成本高，损耗能量；5.移动性能差，且影响美观。随着ZigBee无线通讯技术的发展，智能家居行业能够冲破这种“有线”的束缚，使民众有望体验安装简单、调试维护方便、价格合适的无线智能家居带来的轻松、便捷的生活。 随着时间的推移，ZigBee技术将会变得越来越完善，它在智能家居的应用也会变得越来越多，ZigBee无线智能家居将逐渐成为主流。试想一下，家居设备之间不用通过任何“线”的连接，而是通过ZigBee协议连接成一个物物相联的网络并进行通讯。在家居空间内，人们在任意地方可以随意地控制家居环境中的相关设备，享受智能家居带来的惬意和轻松。 基于ZigBee的智能家居控制系统，将以无需布线和使用相对自由，建立起人们对无线家居设备的全新体验和享受。它组网灵活，成本低廉，消除了开槽、穿墙等繁琐的工作程序，总体费用低;移动性强、扩张性强，可摆脱“线”的限制，在设定的覆盖范围内，用户可轻松接入到家居设备网络系统。 基于ZigBee的智能家居控制系统具有以下几点优势特征： （1）维护简单。由于没有复杂的布线，使智能家居的系统维护变得非常简单，无需破坏墙面等设施就可以轻松进行维护。 （2）无线自动组网。ZigBee技术能实现无线短距离通信传输，具有自动组网、自主修复的能力，从而免去主控机和外围设备之间的手动链接设置的麻烦，大大简化了智能家居系统的调试，使智能家居系统真正实现智能化。