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基于无线网络技术构建家电智能控制的研究

作　者: 朱旭萍
导　师: 胡同森；张文祥
学　校: 浙江工业大学
专　业: 计算机技术
关键词: 无线网络智能控制端家电控制 ZigBee S3C4510B MSP430 CC2420
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文研究的智能家电及其无线网络控制系统是以家庭为单位进行设计安装,每个家庭都安装一个智能控制端、若干个无线传感器节点模块,实现智能控制端和控制家电节点的网络系统设计。在智能控制端和每个子节点上都接有一个无线网络收发模块,通过这些无线网络收发模块,数据在智能控制端和子节点之间进行传送。作者对以上的研究在进入企业实验后总结提炼得出本文,本系统主要在以下几个方面作一定的研究:首先,设计了基于无线网络通信技术的网络平台总体框架,构建基于S3C4510B的智能控制端,并且对S3C4510B进行了有效扩展,扩充了控制模块MSP430;其次,使用了基于ZigBee技术的优良数据收发器CC2420,分析了收发家电信号的本领;然后,构建MSP430和CC2420的通信平台,从而实现了对智能家电无线网络平台的组建,实施对家庭内部电器设备的控制。开发过程中,实现了对微处理器S3C4510B、MSP430和CC2420从陌生到熟练使用的过程,掌握了家庭中构建无线网络的多个技术特征。文中通过对智能家电无线控制网络技术的研究,提出了一种基于ZigBee协议的无线控制方案,设计出以32位的ARM嵌入式微处理器S3C4510B为核心来构建的智能控制端,提供了其扩展连接的微控制器MSP430与数据收发器CC2420无线芯片搭建了一个基于ZigBee技术的数据传输平台。系统中采用的ZigBee技术是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案,相对于现有的各种无线通信技术,ZigBee技术将是最低功耗和成本的技术之一。由于ZigBee技术的低数据速率和通信范围较小的特点,也决定了ZigBee技术适合于承载数据流量较小和QoS的要求不高的业务,而在家庭中家电设备的控制正好适合此技术,因此我们采用了基于ZigBee技术构建的网络平台和节点控制系统。在实际的应用中基于ZigBee技术构建的传感器网络可以通过一个主协调器、若干路由节点以及RFD终端节点来构成一个带路由功能的无线局域网,通过路由节点扩大了通讯的距离,实现对网络中家电设备的控制以及相对较远的距离实现远程控制。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
第1章绪论  8-17
  1.1 家电及其组网概述  8-11
  1.2 无线传感器网络与智能家电的结合  11-15
  1.3 本课题研究背景和主要内容  15-16
  1.4 论文组织结构  16-17
第2章无线网络技术-ZigBee 基础  17-27
  2.1 ZigBee 概述  17-23
  2.2 ZigBee 的网络结构  23-24
  2.3 ZigBee 通信协议  24-25
  2.4 本课题所采用的芯片组  25-27
第3章智能家电控制系统  27-35
  3.1 家电无线网络控制系统  27-28
  3.2 智能控制端概述  28-29
  3.3 智能控制端的设计  29-35
第4章家电控制节点的设计  35-51
  4.1 控制节点的硬件设计  35-41
  4.2 家电控制节点的实现  41-44
  4.3 智能控制端与控制节点的信息交互  44-51
第5章结束语  51-53
  5.1 总结  51-52
  5.2 研究演进  52-53
致谢  53-54
参考文献  54-57
攻读学位期间参加的科研项目和成果  57

基于无线网络技术构建家电智能控制的研究

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