基于Z-Stack协议的智能家居系统

本科毕业设计（论文）基于Z-Stack协议的智能家居系统学院物理与光电工程学院.专业电子科学与技术(光电子方向)年级班别2012级（3）班.学号3112008326.学生姓名苏荣津.指导教师陈国鼎.2016年5月基于的智能家居系统苏荣津物理与光电工程学院Z-Stack摘要随着社会的进步，互联网高速发展，整个社会越来越智能化，智能化设备无处不在，大到军事设备、城市交通，小到工业生产，居民小区，均能看到智能化产品的身影。而本次文章所要论述的是人类的居住生活环境，称智能家居。智能家居应用非常广泛，形式已非常多种，目前市场上已经涌现了大量的智能家电。这些设备均属于智能家居的一部分，对于不少人来说，这些智能单品已经使他们的生活方式有了明显的改善，生活质量也有了相应的提升。而智能单品设备应用场景单调，随着生活环境的改善，智能单品的使用便显得复杂累赘，手机上的应用程序越来越多，这将会给用户带来困扰。本次设计正是为了解决这一难题，利用Zigbee协议设计一套中控式的智能家居系统，将整个家庭甚至整个楼宇的所有智能设备集中控制，并连接到互联网，实现远程控制。本文将对智能家居中控式系统框架进行详细地阐述，并着重对Zigbee协议的发展历史、协议内容及分层结构一一讲述。目前市场上的Zigbee软硬件解决方案应属TI公司的CC2530及其搭配的Z-Stack协议栈。本设计正是使用TI公司的芯片及Z-Stack进行系统地开发。Zigbee网络搭建解决局域网内智能设备的集中式管理，而在物联网行业内有不少公司专门做智能系统云服务，如机智云、云智易等。其中机智云属于行业内的大家，有深厚的技术沉淀和云服务开发经验，是一个很好的选择。本次智能家居系统的云端接入正是选用机智云的云服务方案。关键词：物联网，智能家居，Zigbee，云服务接入，机智云、GokitAbstractWiththeprogressofsociety,therapiddevelopmentoftheInternet,thewholesocietybecomesmoreintelligent,intelligentdeviceseverywhere,largemilitaryequipment,urbantransport,smallindustrial,residentialareas,canseetheshadowofintelligentproducts.Thistime,thearticletobediscussedisthehumanlivingenvironment,saidintelligenthome.SmartHomeiswidelyused,theformhasbeenverymany,themarkethasbeentheemergenceofalargenumberofsmartappliances.Thesedevicesarepartofthesmarthome,formanypeople,thesesmartsingleproducthasmadetheirlifestylehasbeensignificantlyimproved,thequalityoflifehasalsobeenacorrespondingincrease.Thesmartdeviceapplicationscenariosmonotonoussingleproduct,withtheimprovementofthelivingenvironment,theuseofsmartsingleproductwillbetoocomplicatedcumbersomeapplicationonthephonemoreandmore,whichwillbringtroubletotheuser.Thedesignistosolvethisproblem,useZigbeeprotocoldesigninasmarthomesystemcontroltype,thewholefamilyevenallsmartdevicescentralizedcontroloftheentirebuilding,andanInternetconnection,remotecontrol.Thisarticlewillsmarthomecontrolsystemsframeworksetforthindetail,andfocusonthehistoryofZigbeeprotocolagreementandhierarchyrecount.ZigbeehardwareandsoftwaresolutionscurrentlyonthemarketshouldbelongtoTI'sCC2530andwiththeZ-Stackprotocolstack.ThedesignistheuseofchipandTI'sZ-Stacksystemdeveloped.ZigbeenetworkstructuresLANresolvesmartdevicecentralizedmanagement,andinthenetworkingindustry,manycompaniesspecializeinintelligentcloudsystemservices,suchaswitcloud,andcloud-pronelike.Wherewitcloudbelongtothepeoplewithintheindustry,thereisdeeptechnicalprecipitationandcloudservicedevelopmentexperience,isagoodchoice.CloudThesmarthomesystemisthechoiceofaccesswitcloudcloudservicesprogram.Keywords：InternetofThings，SmartHome，Zigbee，Gizwits目录1绪论----------------------------------------------------------------------------------------------11.1研究内容-------------------------------------------------------------------------------11.2研究意义-------------------------------------------------------------------------------22智能家居系统基本框架----------------------------------------------------------------------32.1整体设计框架-------------------------------------------------------------------------32.2局域网通讯协议----------------------------------------------------------------------42.3网关选型-------------------------------------------------------------------------------53Z-Stack智能家居系统方案设计----------------------------------------------------------73.1Zigbee核心技术----------------------------------------------------------------------73.1.1Zigbee协议栈结构-----------------------------------------------------------73.1.2Zigbee设备类型------------------------------------------------------------103.1.3Zigbee网络的建立---------------------------------------------------------113.1.4Zigbee网络内设备通讯---------------------------------------------------123.1.5Z-Stack协议栈--------------------------------------------------------------143.2机智云云服务------------------------------------------------------------------------193.2.1机智云物联网框架----------------------------------------------------------193.2.2Gokit的介绍-----------------------------------------------------------------203.2.3云端接入流程----------------------------------------------------------------223.3系统对接程序设计------------------------------------------------------------------233.3.1Zigbee应用设计：---------------------------------------------------------243.3.2Gokit应用设计--------------------------------------------------------------253.3.3Gokit、Zigbee串口对接--------------------------------------------------254硬件选择--------------------------------------------------------------------------------------314.1硬件参数------------------------------------------------------------------------------314.2硬件原理图---------------------------------------------------------------------------32结论--------------------------------------------------------------------------------------------33参考文献-----------------------------------------------------------------------------------------35致谢--------------------------------------------------------------------------------------------3611绪论近年来物联网已经成为世界关注的技术领域，是继互联网之后的一大技术创新。物联网(IoT)，顾名思义，就是物物相联成网。物联网的概念本身是在互联网的基础上，将互联端扩延到物品与物品之间。智能家居则是物联网在现代智能化建筑的应用和体现。智能家居的概念虽然起源很早，但到了近代，才有具体的建筑案例出现，是美国联合科技有限公司在1984将建筑的信息化和整合