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基于无线网络的智能家居系统网络节点和网关的设计与实现
资料介绍
随着计算机网络和数据通信技术的高速发展，人们对居住环境的要求不断提高，“信息化”的概念被引入到了住宅的建设当中，并由此掀开了家庭信息化和智能化的新篇章。随着各种新技术的不断涌现，智能家居也在动态变化中不断向前发展。本文沿用了HNMP家庭内部网络管理模型，提出了采用GPRS技术与ZigBee无线技术来完成对智能家居系统的设计，该系统全部采用无线通信技术来完成，省去了重新布线的问题，而且把GPRS远程通信技术加入到智能家居的系统中，从而使用户在千里之外可以随时了解家中的情况。
本文提出了基于无线网络的智能家居系统总体设计方案，主要包括网关(network gateway)和网络节点(terminal nodes)两部分的设计和实现。通过对ZigBee无线技术的协议框架的分析，研究了各个通信协议层的具体功能与作用，采用Maxstream公司的遵循IEEE802.15.4标准的低功耗无线收发器XBee/XBee-Pro进行无线传感器网络节点的开发，设计了主节点的硬件及其与网关的接口；通过对GSM及GPRS的网络架构和关键技术以及短消息和GPRS业务的原理及特点的研究，采用GPRS模块实现协调器与手机的远程通信；家庭网关通过串口分别和XBee和GPRS两个模块连接进行数据收发，设计中选用AT89S52单片机作为协调器的主控芯片，通过串口分别和两个模块相连进行调试。通过无线传感网络采集安防系统参数通过GPRS网络发送到用户手机上、并可以接收安防系统的远程报警，通过无线网络和HNMP模型交互实现用户对家用电器工作状态的查询和控制，从而实现了家庭生活的信息化，智能化。
最后，从系统集成和应用的角度对该智能家居系统进行了模拟环境测试，实验结果表明，该系统具有较好的实时性和可靠性，采用GPRS无线通信模块与新一代无线网络通信技术ZigBee相结合，初步实现了通过手机短信对家庭电器及安防系统的控制。整个系统设计简单，外围电路少，耗电量小，控制简单，成本低，可广泛应用于普通家庭。
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