论文-智能家居网络无线传感器节点的硬件设计

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无线传感器网络节点硬件平台设计

ｄｖｒｏｎｂａｄｐｒｐｅａｓｓｃｓＣ２２ＭＡＸ６６ｎｉｒｅｆｏ．ｏｒｅｈｒｌｕｈａＣ４Ｏ．ｉ６６ａｄＡＤＸＬ０ｒｘｏｎｅｎｄｔｉ．ｉａｌｔｅ２２ａｅｅｐｕｄｄｉｅａｌＦｎｌｈｙ．
ｓｎｏｅｗｏｋ ’ ｃｕａｙｉｕｏ０２ｅｓｒｎｔｒｓａｃｒｃｓｐｔ．５℃ ．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｋｅｏｄ：ａｖｎｅＩＣｍｃｉｅ（Ｒ；Ｐｕ；ｗｒｅｓｗｎｏｅｗｒｓＷＳｓ；ｎｄｙｗｒｓｄａｃｄＲＳａｈｎｓＡＭ）ＳＩｓｉｌｓｅｓｒｔｏｋ（Ｎ）ｏｅｂｅｎ０引言
理器Ａ９ＳＭＳ４射频芯片Ｃ２２、Ｔ１Ａ７６、Ｃ４０温度传感器ＭＸ６６和加速度传感器ＡＸ２２的ＷＳｓ点的Ａ６６ＤＬ０Ｎ节设计方案；分析了系统组成和原理；重点阐述了节点的硬件设计，于ＳＩ基Ｐ总线的Ｃ２２ｆＣ４０马（Ｉ动程序设计和温度传感器信号采集驱动程序的设计；最后，对传感器网络和节点上温度传感器的准确度进行了实验测试和分析。实验中，无线温度传感器网络的精度最高可达０２．５Ｃ。ｏ关键词：先进精简指令集机器官；Ｐ总线；ＳＩ无线传感器网络；点节中图分类号：Ｔ２６Ｐ１文献标识码：Ｂ文章编号：１０９８（０６１ —０４０００— ７７２０）２０８— ３
ｏｅｈｏｏｙＤａｉｎ１６２，ｈｎ）ｆＴｃｎｌｇ，ｌ１０３Ｃｉａａ

智能家居系统中无线传感器网络的设计

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
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
目的，有着广泛的应用前景。
关键词：智能家居；无线传感器网络；ＺｉｇＢｅｅ；ＣＣ２４３０
中图分类号：ＴＰ３１６
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７４—６２３６（２０１１）０４—００３５—０３
Ｄｅｓｉｇｎｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｉｎｓｍａｒｔｈｏｍｅ
ＨＵＡＮＧＸｉａｏ—ｌｉａｎｇ，ＸＵＸｉａｏ—ｈｕｉ，ＳＯＮＧＪｕｎ·ｈｕａ，ＳＯＮＧＴａｏ，ＷＥＮＹａｎｇ
（ＨｅｂｅｉＵｎｗｅｒｓｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００４０１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅＺｉｇＢｅｅｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄｕｓｅｄｉｎｓｍａｒｔｈｏｍｅｓｙｓｔｅｍ．ＡｋｉｎｄｏｆｄｅｓｉｇｎｆｏｒｓｍａｒｔｈｏｍｅｂａｓｅｄｏｎＺｉｇＢｅｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｉｔｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｌｌｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋ（ＷＳＮ）．ＴｈａｔｕｓｅｄＣＣ２４３０ｃｈｉｐａｓｔｈｅｍａｉｎｃｈｉｐ，ｓｅｌｅｃｔｅｄａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅＺｉｇＢｅｅｍｏｄｕｌｅｆｏｒｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ，ａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＺｉｇＢｅｅ，ｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｓｅｒｉａｌｐｏｒｔｐｒｏｇｒａｍ，ｓｅｎｓｏｒｐｒｏｇｒａｍ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍｂｅｔｗｅｅｎｎｏｄｅｓ，ｍａｄｅｔｒｅｅｎｅｔｗｏｒｋｗｉｔｈｎｏｄｅｓｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｆｏｒｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｓｔａｂｌｅ，ｗｈｉｃｈｍｅｅｔｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｕｒｐｏｓｅａｎｄｈａｓｂｒｏａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｍａｒｔｈｏｍｅ；ＷＳＮ；ＺｉｇＢｅｅ；ＣＣ２４３０

无线传感网络及其在智能家居中的应用

无线传感网络及其在智能家居中的应用随着科技的不断进步，人们对于智能家居的需求也越来越大。

无线传感网络作为一种重要的技术手段，为智能家居的实现提供了有效的解决方案。

本文将从无线传感网络的基本原理和智能家居的需求出发，探讨无线传感网络在智能家居中的应用，并分析其在提升生活品质、节能减排、安全监控等方面的优势。

一、无线传感网络的基本原理无线传感网络是由许多具有感知、处理、通信和能源供应能力的无线传感器节点组成的。

每个传感器节点都具有自身的处理器、通信模块和传感器，能够感知周围环境的温度、湿度、光照等信息，并通过无线通信模块将数据传输给其他节点或基站。

无线传感网络的基本原理包括自组织、自适应和自愈性。

自组织意味着传感器节点可以根据环境变化自主地建立和维护网络结构，不需要人工干预。

自适应意味着传感器节点能够根据网络负载和环境条件调整自身的运行参数，以提高系统的性能。

自愈性意味着传感器网络能够自动修复节点故障和网络拓扑变化，保证网络的稳定性和可靠性。

二、智能家居对无线传感网络的需求随着物联网的兴起，智能家居成为了人们生活中的一个重要组成部分。

智能家居要求设备之间可以实现互联互通，通过智能化的数据处理和控制系统实现智能化的管理和自动化。

无线传感网络作为连接各种设备的关键技术，能够满足智能家居的需求。

智能家居对无线传感网络的首要需求是通信协议的灵活性和兼容性。

智能家居中的设备来自不同的厂商，使用不同的通信协议，无线传感网络需要支持多种通信协议，以实现设备之间的互联互通。

此外，智能家居还对无线传感网络的覆盖范围和网络容量有一定的要求，以满足家庭中各个角落的传感器设备连接需求。

三、无线传感网络在智能家居中的应用1. 室内环境监测与控制：无线传感网络可以用于室内温度、湿度、光照等环境参数的监测与控制。

传感器节点可以感知室内环境的变化，并通过控制节点调节室内设备的工作状态，实现室内温度的调节、室内灯光的控制等功能，提升生活的舒适性。

智能家居系统中的无线传感器网络部署与最优化

智能家居系统中的无线传感器网络部署与最优化智能家居系统作为现代家庭的一部分，旨在提高生活的便利性和舒适性。

其中，无线传感器网络是智能家居系统的重要组成部分，它能够实现家居设备的互联互通和数据传输。

本文将探讨智能家居系统中无线传感器网络的部署和最优化方法。

一、无线传感器网络的部署无线传感器网络是由大量的传感器节点组成的网络系统，它们能够感知和收集环境中的信息，并将数据传输到中心节点或其他设备。

在智能家居系统中，传感器网络负责监测家庭的各种参数，如温度、湿度、光照等，以实现家庭设备的自动化控制和智能化管理。

在进行无线传感器网络的部署时，需要考虑以下几个因素：1. 传感器节点的布置：传感器节点的布置应均匀分布在家庭的各个区域，以确保全面覆盖和准确感知数据。

同时，还需要考虑节点之间的距离，以避免信号的干扰和衰减。

2. 路由器和中继节点的设置：路由器和中继节点的设置可以有效扩大传感器网络的范围和覆盖率。

合理布置这些节点能够提高网络的传输效率和稳定性。

3. 功耗和能源管理：无线传感器节点通常依靠电池供电，因此需要考虑节点的功耗和能源管理。

合理选择传感器节点的工作模式和休眠时间，以延长电池寿命，并确保网络的稳定运行。

二、无线传感器网络的最优化在智能家居系统中，无线传感器网络的最优化是提高系统性能和能源利用效率的重要手段。

以下是几种常见的无线传感器网络最优化方法：1. 路由优化：路由优化是指选择合适的路径来传输传感器数据。

常见的路由优化算法有最短路径算法和最小成本算法。

最短路径算法通过选择最短路径来减少数据传输的延迟时间；最小成本算法则通过考虑传输路径上的能量消耗来降低网络功耗。

2. 能量管理：能量是无线传感器网络中的有限资源，因此合理管理和利用能量是提高系统性能的关键。

通过采用能量高效的传感器节点和优化节点能耗控制策略，可以延长网络的寿命和稳定性。

3. 拓扑优化：传感器网络的拓扑结构对网络的性能和覆盖范围有着重要影响。

物联网的关键技术无线传感器网络

物联网的关键技术无线传感器网络物联网的关键技术：无线传感器网络摘要：物联网的发展推动了无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）的快速发展，成为物联网的重要支撑技术之一。

本文将围绕无线传感器网络的概念、架构、节点设计与通信协议等方面进行探讨，并阐述在物联网中无线传感器网络的关键技术。

一、无线传感器网络的概念无线传感器网络是一种由大量分布式传感器节点组成的网络系统，节点之间通过无线通信进行数据传输。

每个传感器节点通常由传感器、嵌入式处理器、电源和通信模块等组成，能够感知和采集环境中的各种信息，并将数据传输至网络中。

二、无线传感器网络的架构无线传感器网络的架构一般包括传感器节点、中继节点、基站节点等。

传感器节点负责采集环境数据，并通过无线通信将数据传输至中继节点。

中继节点对数据进行处理和转发，将数据传输至基站节点。

基站节点负责数据的接收与处理，并可以与外界网络进行通信。

三、无线传感器网络的节点设计1. 能源管理：由于无线传感器节点通常采用电池供电，节点应具备低功耗特性。

节点设计中应考虑功耗优化技术，如睡眠模式、动态功率管理等，以延长传感器节点的工作寿命。

2. 传感器选择：根据应用需求选择合适的传感器，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。

同时，还需考虑传感器的精确度、功耗、可靠性等指标。

3. 硬件设计：节点的硬件设计应满足小尺寸、低功耗的要求。

采用先进的制造工艺和集成电路设计，以提高性能并降低节点成本。

四、无线传感器网络的通信协议1. 网络层协议：常用的网络层协议包括LEACH、PEGASIS、SEP 等。

这些协议通过节点选择、数据聚合等技术，提高了传感器网络的能效和可扩展性。

2. 传输层协议：传输层协议用于数据的可靠传输。

常用的传输层协议有RTP、UDP、TCP等。

根据应用需求选择合适的传输层协议，以保证数据的可靠性和实时性。

五、无线传感器网络在物联网中的应用无线传感器网络在物联网中具有广泛的应用前景，包括智能家居、智慧城市、环境监测、农业领域等。

智能家居系统的硬件设计与开发

智能家居系统的硬件设计与开发智能家居系统是近年来逐渐成为人们生活中的重要部分。

它将传统家居设备与互联网技术相结合，能够实现远程控制、自动化管理、智能化服务等功能，大大提高了居住的便利性和舒适度。

其中，硬件设计与开发是智能家居系统的重要组成部分，它直接影响了整个系统的性能和稳定性。

本文将就智能家居系统硬件设计与开发进行探讨和总结。

一、智能家居系统的硬件组成智能家居系统的硬件组成一般包括中央控制器、传感器、执行器、通信模块等多个部分。

1.中央控制器中央控制器是智能家居系统的大脑，它负责对各个设备进行管理和控制。

中央控制器通常采用嵌入式系统或微处理器作为核心，能够实现数据处理、通信功能和逻辑控制等任务。

中央控制器的设计需考虑其稳定性、响应速度和扩展性，以确保系统的可靠性和灵活性。

2.传感器传感器是智能家居系统的感知器官，它能够感知环境中的各种参数，如温度、湿度、光照、空气质量等。

传感器的选型和设计需根据系统的具体应用场景和功能需求进行，同时还要考虑其功耗、精度和响应速度等性能指标。

3.执行器执行器是智能家居系统中用于实现物理操作的设备，它包括各种执行电机、继电器、开关等。

执行器的设计需考虑其功率、控制方式和动作精度等因素，以确保其在不同场景下能够可靠地实现操作。

4.通信模块通信模块是智能家居系统中用于实现设备之间和设备与中央控制器之间的通信的重要组成部分。

通信模块除了要支持各种主流的通信协议和传输方式外，还要考虑其功耗、传输距离和抗干扰能力等性能指标。

二、智能家居系统硬件设计与开发流程智能家居系统的硬件设计与开发包括需求分析、方案设计、原型制作、测试验证等多个环节。

下面将对其具体流程进行详细介绍。

1.需求分析在进行智能家居系统的硬件设计与开发之前，首先需要进行需求分析，明确系统的功能需求、性能指标、可靠性要求等。

同时还需要考虑用户体验、成本控制、集成扩展性等方面的因素，以制定出科学合理的硬件设计方案。

无线传感器网络节点设计

无线传感器网络节点设计摘要：无线传感器网络是目前研究的热点，传感器节点是无线传感器网络的必要组成部分，高性能高稳定性的传感器节点成为研究的难点，文中首先阐述了无线传感器网络节点的体系结构，然后从无线传感器网络节点功能要求设计的原则出发，着重分析所提出的系统硬件电路的构成以及硬件电路核心部件设计的关键问题，并给出了具体的设计方案。

关键词：无线传感器网络CC1100 MSP430 射频0 引言无线传感器网络是由大量微型传感器节点通过无线自组织方式构成的网络。

它集成了传感器、微机电和无线通信三大技术，能够实时地感知、采集和处理网络覆盖范围内的对象信息，并发送给观察者；具有覆盖区域广、可远程监控、监测精度高、布网快速和成本低等优点，在军事、环保、医疗保健、空间探索、工业监控、精细农业等领域均有非常良好的应用前景。

1 无线传感器网络结构一般来说，一个无线传感器网络包括传感器节点以及传感器网络网关节点，如图1所示。

其中，传感器节点具有本地数据采集传输和转发邻节点数据的双重功能，可以在后台管理软件和传感器网络网关节点的控制下采集数据，并将数据经过多跳路由传输到传感器网络网关节点；传感器网络网关汇聚节点是网络的中心，具有协调器和网关的作用，负责网络的配置、管理和数据的汇集，并负责与用户PC机后台管理软件的通信。

无线传感器网络通常具有两种应用模式：主动轮询模式、被动模式。

主动模式要求网关节点对各个传感器节点进行主动的轮询以获得消息，而被动模式则要求在某个传感器节点事件发生时，网关节点能作出及时的响应。

各个传感器节点得到的数据还能进行组合，这也很大地提高了传感器网络的效率。

当然这也要求传感器节点要具有一定的计算能力。

GPRS或Internet图1 无线传感器网络结构2 系统硬件设计无线传感器网络节点的硬件一般包括处理单元、无线传输单元、传感采集单元、电源供应单元和其他扩展单元，如图2所示。

其中，处理单元负责控制传感器节点的操作以及数据的存储和处理；传感采集单元负责监测区域内信息的采集；无线传输单元负责节点间的无线通信；电源供应单元负责为节点供电。

无线传感器网络在智能家居中的应用

无线传感器网络在智能家居中的应用随着智能家居的不断发展，无线传感器网络的应用越来越广泛。

无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)是由许多无线传感器节点组成的一种网络结构。

每个节点都包含有传感器、处理器、通信模块和能量供应等组成部分，它们能够测量、感知环境中的各种物理量，并将数据发送到网络中的其他节点，从而实现信息的传递和处理。

智能家居是一种充分利用物联网技术的居住环境，它利用各种智能设备和传感器等组成部件，实现了对家庭生活的自动化和智能化控制。

无线传感器网络在智能家居中的应用，可以极大地提高居住环境的安全性、舒适性和智能化水平。

一、安全监控系统利用无线传感器网络实现家庭安全监控的方式有很多种，可以通过安装多个传感器节点来实现对家庭环境的全方位监控和掌控。

比如，在每一个房间安装一个节点，可以定时、实时地检测房间内气体、烟雾、火焰等安全隐患。

如果传感器检测到了烟雾、火焰等异常情况，就会通过网络发送报警信号，触发家中的声响报警装置，以提醒居住在屋内的人。

此外，还可以在门窗处安装传感器节点，对外界的入侵和突破进行监控，降低盗窃、侵害等风险。

二、家庭健康监测智能家居集成了许多健康监测设备，如体重秤、血压计、血糖仪等。

这些设备通过连接互联网，可以实现实时数据的监控、记录和上传。

利用无线传感器网络，可以更好地实现家庭健康监测的智能化。

例如，在床垫内安装压力传感器，可以检测居住者的睡眠状态和睡眠质量，并将数据传输到云端，进行数据分析和结构化管理。

此外，还可以使用心率监测传感器、呼吸频率传感器等，定期检测居住者的生命体征。

三、能源管理系统随着节能环保的理念越来越深入人心，家庭能源管理系统也成为智能家居应用的热点之一。

利用无线传感器网络，可以实时地监测和掌控家庭的能源消耗情况，实现用电量的严格控制和节约。

例如，在每一个房间安装电力传感器，可以实时地监测每个房间的用电情况。

如果某个房间的用电量超过了设定阈值，系统就会进行自动调节，关闭该房间的电器设备或提醒居民及时降低用电。

基于无线传感器网络的智能家居系统的设计方案

基于无线传感器网络的智能家居系统的设计方案智能家居系统是将传感器、网络和智能设备结合起来，实现对家居环境的智能化监测和控制。

基于无线传感器网络的智能家居系统设计方案如下：1.系统架构设计：-传感器节点：设计多个传感器节点，每个节点负责监测家居环境的不同参数，如温度、湿度、光强等。

每个节点具有无线通信和数据处理能力。

-网络通信：采用无线传感器网络技术，将传感器节点连接成一个网络，通过协议进行数据传输。

-数据处理和控制单元：设计一个集中的数据处理和控制单元，负责接收传感器节点采集到的数据，并根据用户的需求做出相应的控制。

-用户接口：提供用户界面，使用户能够实时查看家居环境参数，进行远程控制。

2.传感器节点设计：-选择适合家居监测的传感器，如温湿度传感器、光照传感器、气体传感器等。

-设计低功耗的传感器节点，采用节能技术，延长传感器节点的电池寿命。

-考虑传感器节点的通信能力和数据处理能力，选择合适的硬件平台，如嵌入式系统。

3.无线传感器网络设计：- 选择合适的无线通信协议，如ZigBee、Wi-Fi等，进行传感器节点之间的无线通信。

-考虑传感器节点的布局和通信距离，设计合适的传感器节点数量和通信范围。

-考虑网络拓扑结构，选择合适的网络拓扑，如星型、网状、树状等。

4.数据处理和控制设计：-设计数据处理算法，对传感器采集到的数据进行处理和分析。

-根据用户的需求，设计相应的控制策略，如自动控制、定时控制等。

-考虑数据存储和管理，设计数据库或云存储系统，保存历史数据和用户设置。

5.用户接口设计：-设计用户界面，提供实时的家居环境参数显示和远程控制功能。

-考虑不同终端设备的兼容性，如PC、手机、平板等。

-考虑用户隐私和安全，设计用户认证和数据加密机制。

6.安全设计：-采用加密算法保护传感器节点之间的通信安全。

-设计用户认证机制，确保只有合法用户可以访问系统。

-定期更新系统软件和固件，修复已知漏洞。

7.性能优化：-通过合理布置传感器节点，优化网络通信性能，减少数据传输延迟。

智能家居中的传感器网络优化

智能家居中的传感器网络优化随着科技的迅猛发展，智能家居的应用越来越广泛，人们对家居安全、舒适、节能等方面的需求也越来越高。

传感器网络作为智能家居的关键技术之一，可以实现家居自动化管理，显著提高家居安全、能效和舒适度。

本文将重点探讨智能家居中传感器网络的优化。

一、传感器网络的应用传感器网络是由大量分布式、互连的微型传感器节点组成的一种网络体系结构。

传感器网络可以实现动态的数据采集和处理，具有广泛的应用前景。

在智能家居中，传感器网络可以实现以下功能：1. 温度控制及舒适度管理传感器网络可以采集家居内部温度、湿度、光照等信息，并通过自动控制系统实现室内温度的自动调节，达到舒适度管理和节能的目的。

例如，当室内温度低于设定值，系统会自动开启暖气设备。

2. 家居安全监测传感器网络可以监测家居内的入侵、火灾、煤气泄漏等安全隐患，在发现异常情况时及时警报，避免事故的发生。

3. 能耗监测及管理传感器网络可以实时监测家居内的能耗情况，分析用电数据并通过智能算法进行节能管理，达到减少能耗、降低能源开支的目的。

二、传感器网络的组成与工作原理传感器网络由传感器节点、控制节点、网络节点组成。

传感器节点通常由传感器、微控制器、通信模块、电源等组成，用于采集环境参数。

控制节点负责接收传感器节点采集的数据并根据预设算法实现自动控制。

网络节点负责数据传输和协调整个网络系统。

传感器节点采集的数据通过无线方式传输到控制节点，在控制节点进行处理后，通过网络节点传输到中央处理器。

中央处理器通过预设算法实现更精确的控制。

三、传感器网络的优化1. 传感器网络的布置与位置传感器网络的建立及优化应考虑传感器节点的布置、位置和传感器性能等问题。

在布置传感器节点时，应尽可能避免节点之间的重叠，并保证传感器节点的覆盖范围。

同时应根据具体需求选择合适的传感器和传感器组合，并调整传感器节点的位置，以提高传感器的灵敏度和稳定性。

2. 能耗优化传感器网络的能耗优化是个非常重要的问题。

无线传感器的论文

无线传感器网络作为一项新兴的信息采集技术正日趋成熟，随着硬件成本的进一步降低，其巨大的应用前景正逐渐体现。

介绍了现场总线湿度测量系统、数字式湿度测量系统和短距离无线多点湿度测量系统三种系统，并对比系统之间的优缺点。

本文采用低电压、低功耗的湿度传感器设计一种湿度信息采集的无线传感器网络节点。

将湿度传感模块和数据发送模块都放在一个单片机上，这样可以节省系统开发维护成本。

设计节点和组网的时候，节点只负责短距离传输数据，通过多跳的方式，将数据发送到基站上。

这样设计可以节省节点能源消耗，增加大规模数据传输距离，提升系统的应用范围。

基于WSN湿度采集节点，采集完数据后，传输到基站上，保证数据的可靠性和实时性。

再由节点以多跳的方式把数据传输到基站上，由基站统一传送，大大提高了数据的传输距离。

其可支持节点数，大大超越了现有系统所支持的节点数，支持节点的增加和删除，并且自动形成网络拓扑结构，不需要人为的干预。

虽然或多或少的会受环境所影响，但是通过实时监控节点状态和WSN所特有的可扩展性，可以第一时间检测出无效节点，可以减少损失。

对远程数据采集和传感器网络组网方案进行了研究和选择，并根据系统应用的要求，提出了层次型的体系结构，无线湿度测量系统的三种层次结构为PC机及监控软件构成的监控中心；由中心控制节点构成的传感器主网和由传感器节点、中继节点、路由节点构成的传感器子网。

关键词：无线传感器网络湿度采集路由协议监控系统A STUDY AND DESIGN OF HUMIDITY MEASURINGSYSTEM BASED ON WSNABSTRACTWireless sensor networks as a new information collection technology is becoming more mature, with a further reduction of hardware cost, and its greatprospect is gradually reflected. Describes the field bus and humidity measurementsystem, digital humidity measurement system and the short-range wireless multi-pointhumidity measurement system of three systems, and compare the advantages anddisadvantages between the systems. This low-voltage, low power humidity sensor andhumidity information to design a wireless sensor network node collection. Thehumidity sensor module and data transmission modules are on a single chip, so thatsaves system development and maintenance costs. When the nodes and networkdesign, node is only responsible for short-distance transmission of data, throughmulti-hop manner, to send data to the base station. This design can save node energyconsumption, increased large-scale data transmission distance and enhance systemapplications.Moisture collecting on WSN nodes, collecting complete data, transmitted to the base station to ensure data reliability and real-time. Then the node multi-hop way tothe data to the base station by base station to send a unified, greatly improving thedata transmission distance. The number of nodes can support, well beyond theexisting number of nodes supported by the system to support add ing and remov ingnodes, and automatically form a network topology, without human intervention.Although more or less be influenced by the environment, but through real-timemonitoring WSN node status and unique scalability, can be the first time to detectinvalid nodes, can reduce the losses.Remote data acquisition and sensor network research and networking program choices and requirements of the application of the system proposed hierarchicalarchitecture, wireless humidity measurement system, the hierarchy of the threemonitoring software for the PC, and composition of the monitoring center, by thecentral control node and the main network of sensors constituted by the sensor nodes,relay nodes, the routing nodes of the sensor subnets.KEY WORDS:WSN; humidity acquisition;route protocol; monitoring system无线传感器网络技术的迅速发展引起了全世界范围的广泛关注。

物联网智能家居无线传感器网络节点设计

用联网；网络节点；智能家居；低功耗
中图分类号：ＴＮ９２５．９３
文献标识码：Ａ
文章编号：１００９—０１３４（２０１１）２（上）－ｏｌ８７－０３
Ｄｏｉ：１０．３９６９／Ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－０１３４．２０１１．２（１ｚ）．６Ｏ
接收模式下仅为１８ｍＡ。基于以上特点，本系统采用ｎＲＦ２４Ｅ１作为无线
传感器网络节点的控制核心和无线收发器。
２智能家居无线控制系统总体结构及工作原理
本文仅以一个被控系统和一个环境监测网络节点为例进行简单说明，其他网络节点略去。
环境监测系统由多个环境监测网络节点构成，每一个节点由无线模块、环境监测传感器和一些外围器件构成。同样，环境监测网络节点的控制核心仍然由ｎＲＦ２４Ｅｌ担当。
系统工作原理为：主控系统的主机发出指令，主控无线模块将指令无线传送到被控系统，被控无线模块将接收到的指令由接口设备传给家电，控制家电的运行，如自动窗帘的打开和关闭等。对于环境监测系统，由环境监测传感器采集当前环境中的数据，如空气中煤气含量、温度、湿度、光强度等，一旦发生煤气泄漏、失火等突
收稿日期：２０１０－１２－２０作者简介：姜永增（１９７７一），男，黑龙江齐齐哈尔人，讲师，硕士研究生，研究方向为无线传感器网络。

基于ZigBee无线传感器网络的智能家居设计

ｂｓｄｏｉＢｅｔｄｅｈｍｐｅｅｔｔｎｏｅｗｒｌｓｅｏｋｆｒｔｎａｄｎｔｏｋｊｉｉｇＩｉｓｏｎｔａａｅｎＺｇｅ，ｓｕｉｓｔｅｉｌｍｎａｉｆｈｉｅｓｎｔｒｏｍａｉｎｅｗｒｏｎｎ．ｔｓｈｗｔｏｔｅｗｏｈ
ａ叶技２２第５第期０年２卷２１
ＥｌｃｒｎｃＳｉ＆Ｔｃ．Ｆｂ１ｅｔｉｃ．ｏｅｈ／ｅ．５．２２０１
基于ＺｇｅｉＢｅ无线传感器网络的智能家居设计
万磊，章勇，李剑
（．１南京航空航天大学信息科学与技术学院，江苏南京２０１；２南昌陆军学院作战指挥部，江西南昌１０６．３００）３１３
ｔ２２９Ｐ１．
文献标识码
Ａ
文章编号
１０７２（０２００７— ８０２１）２—１６— ４１０
ＲｅｅｒｈｏａｄｍｐｌｍｅａｉｎｏｎｅｌｅｍｅＢａｅｏｇｅＷｉｅｅｓＳｎｓｒＮｅｗｏｋｓａｃｎｎＩｅｎｔｔｏｆＩｔｌｉｎｔＨｏｓｄｎＺｉＢｅｒｌｓｅｏｔｒｇ
ＩＥ８２１．ＥＥ０．５４协议。
ｔｅｓｓｅｃｎｗｅｌｍｏｉｏｈｏｎｉｏｍｅｔｈｙｔｍａｌｎｔｒｔｅｈｍｅｅｖｒｎｎ．
Ｋｅｗｏｄｓｗｉｅｅｓｓｎｏｅｗｏｋ；Ｚｇｅｐｏｏｏ；ｉｔｌｉｅｔｈｍｅｙｒｒｌｓｅｓｒｎｔｒｉＢｅｒｔｃｌｎｅｌｎｏｇ

基于无线传感器网络的智能家居系统设计

基于无线传感器网络的智能家居系统设计智能家居系统设计：基于无线传感器网络的未来住宅引言：在现代科技的进步推动下，智能家居系统正被越来越多的家庭所采纳。

其中，基于无线传感器网络的智能家居系统设计是一个十分令人关注的领域。

本文将探讨智能家居系统的设计原理和未来发展方向，以实现住宅生活的现代化、舒适度的提升和能源的节约。

一、无线传感器网络的应用领域无线传感器网络已经广泛应用于多个领域，如农业、环境监测、交通管理等。

在智能家居系统中，它们可以用于监测和控制家居环境、安全和能源使用等方面。

1. 家居环境监测：通过无线传感器网络，可以实时监测室内温度、湿度、空气质量等参数，从而调节空调、加湿器等设备，提供一个舒适的居住环境。

2. 居家安全监控：通过无线传感器网络，可以监测家中的安防设备，如门窗传感器、烟雾报警器等，保障居住者的人身安全和财产安全。

在检测到异常情况时，系统可以通过手机APP等互联网渠道远程提醒居住者。

3. 能源使用优化：无线传感器网络可以收集家居内各个设备的能耗数据，并进行分析，以便提供能源使用的优化方案。

例如，可以根据居住者的习惯和室内外温度等条件自动控制照明和暖气设备的开关，实现能源的节约。

二、智能家居系统的设计原理1. 硬件设备：智能家居系统的核心是无线传感器网络和控制设备。

在家居环境监测方面，温度、湿度、CO2浓度等传感器可以通过ZigBee、Wi-Fi等无线通信协议与集中控制器通信。

控制设备可以是中央控制器、智能手机或电脑等。

2. 数据采集和传输：传感器节点采集到的数据需要通过无线传感器网络传输到控制设备。

在无线通信方面，ZigBee协议是一个常用的选择，因为它具有低功耗、低成本和较高的传输效率。

3. 数据处理和决策：控制设备接收到传感器节点发送的数据后，需要进行数据处理和决策，以便做出相应的控制动作。

例如，在室内温度过高时，控制设备可以自动调节空调温度或打开窗户。

4. 用户界面和远程控制：为了方便居住者对智能家居系统的控制和监测，需要设计用户友好的界面。

基于无线传感器网络的智能家居监控系统设计

基于无线传感器网络的智能家居监控系统设计智能家居监控系统是利用无线传感器网络技术为用户提供全方位的家庭安全保障和生活便利的系统。

本文将从系统设计、传感器选择、场景应用和优势等方面对基于无线传感器网络的智能家居监控系统进行详细阐述。

一、系统设计基于无线传感器网络的智能家居监控系统设计包括传感器节点、数据传输和数据处理三个主要组成部分。

1. 传感器节点：传感器节点是系统的核心组成部分，用于感知和采集家庭环境中的数据。

常见的传感器包括温湿度传感器、烟雾传感器、门窗磁传感器、人体红外传感器等。

这些传感器将感知到的数据通过无线方式传输给数据处理中心。

2. 数据传输：传感器节点采集到的数据通过无线通信方式传输到数据处理中心。

无线传感器网络可以采用Wi-Fi、蓝牙或者ZigBee等通信协议进行数据传输，保证数据的及时性和稳定性。

3. 数据处理：数据处理中心接收到传感器节点发送的数据后，通过数据处理算法进行分析和处理。

处理后的数据可以用于及时报警、家居设备控制或者生成智能家居的各类统计信息。

二、传感器选择为了保证智能家居监控系统的效果，需要合理地选择传感器。

以下介绍几种常见的传感器及其应用。

1. 温湿度传感器：温湿度传感器用于监测家庭环境的温度和湿度变化。

通过实时监测温湿度数据，可以及时调节空调和加湿器等设备，提升家庭生活的舒适度。

2. 烟雾传感器：烟雾传感器可用于检测家庭中的火灾情况。

一旦传感器检测到烟雾，系统会及时发出警报并向用户发送报警信息，为用户提供火灾的第一时间预警。

3. 门窗磁传感器：门窗磁传感器可以用于监测家庭门窗的开闭状态。

如果传感器检测到门窗被非法打开，系统将触发报警并通知用户，提高家庭的安全性。

4. 人体红外传感器：人体红外传感器能够检测到家庭中是否有人活动。

通过监测人体红外信号，系统可以自动控制照明、空调和安防设备等，实现节能和智能化。

三、场景应用基于无线传感器网络的智能家居监控系统在各个场景中都有广泛的应用。

智能家居环境监控系统的无线传感器节点设计

Ｚｉｇｂｅｅ模块和各种传感器组成，负责监控信息和采集
数据，但不具备路由功能。基于Ｚｉｇｂｅｅ技术的智能家居环境监测系统主要由管理中心、协调器节点、路由器节点和传感器节点组成］。其中协调器节点、路由器节点和传感器节
ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｃｅｎｔｒｅ．
【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｓｍａｒｔｈｏｍｅ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒ；Ｚｉｇｂｅｅ；ｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２３，Ｃｈｉｎａ）
・实用设计・
【摘要】介绍了基于Ｚｉｇｂｅｅ的智能家居环境监测系统的整体结构，讨论了该系统中的无线传感器节点，重点阐述
了无线传感器节点的硬件和软件设计。该传感器节点采用Ｚｉｇｂｅｅ技术和控制中心进行通信，能够根据控制中心的
１引言
智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、
协调器主要负责建立、管理Ｚｉｇｂｅｅ网络以及分组转发等任务；路由器作为远程设备之间的中继器来进行通信，能够用来拓展网络的范围；终端设备主要由

无线传感器网络系统的设计和实现

无线传感器网络系统的设计和实现一、简介无线传感器网络系统是指利用无线通信技术和微型传感器技术，构建起一种能够感知、处理、传输、存储和控制信息的系统。

它由多个分布在空间中的传感器节点构成，节点间通过无线通信实现信息交换。

无线传感器网络系统广泛应用于环境监测、智能交通、工业自动化等领域。

二、系统设计无线传感器网络系统的设计需要经过以下几个步骤：1.需求分析在设计无线传感器网络系统时，首先需要明确系统应该实现的功能需求，例如监测温度、湿度、压力等环境指标或物体位置、速度等动态指标。

同时还需要考虑节点之间的通讯方式、协议标准、能耗限制等因素。

2.系统架构设计系统架构设计主要包括网络拓扑结构、节点类型、数据处理策略等。

网络拓扑结构包括树形结构、网格结构、环形结构等，选择不同的结构会对物理布局和节点之间的通讯产生影响。

节点类型分为传感器节点、数据收集节点、任务协调节点等，不同节点承担不同功能，需要考虑节点之间的协作。

数据处理策略根据具体需求选择不同的方法，如数据压缩、加密等。

3.硬件设计传感器节点硬件设计主要包括传感器模块、数据采集模块、无线通讯模块、能源管理模块等。

传感器模块负责感知环境信息，数据采集模块将感知到的数据进行采集和处理，无线通讯模块实现节点间的无线通信，能源管理模块则负责对能源进行管理以控制能耗。

4.软件设计软件设计主要包括协议栈设计、数据传输协议、路由协议等。

协议栈设计需要将不同的协议进行组合，构成完整的协议栈。

数据传输协议用于实现数据在节点之间的传输，具体传输方式视具体情况而定。

路由协议用于路由选择和节点之间通讯的转发，一个好的路由协议能够提高系统的通讯效率。

5.测试与优化在系统设计完成后，需要对系统进行测试与优化，发现存在的问题并及时解决，提高系统的性能和可靠性。

三、系统实现无线传感器网络系统的实现主要包括节点的布署、节点的配置、节点的联网等几个步骤。

1.节点的布署根据需求分析的结果，选择合适的节点类型和节点数量进行布署。

智能化无线动态传感器网络硬件设计

２智能化无线动态传感器网络硬件电路实现
收稿１期：０ｌ０５１２０— ４— １２
基金项目：粤港关键领域承点突破项目：能化无线网络动态称重传感器（０９０２０１）智２０２５００。１
传感测试技术正朝着多功能化、微型化、智能化、网络化、无线化的方向发展 … 。无线传感器网络是一种集嵌入式计算机、无线微波通讯、网状网络协议、数据交换和控制一体的新技术。无线
传感器网络作为新兴技术，其在军事侦察、环境监测、医疗护理、智能家居、工业生产控制以及商
谭永明杨雷李秀平
（莞理Ｔ学院东电子工程学院，广东东莞５３０２８８）
摘要：设计一种基于Ｐ９Ｐ９５微制器的智能化无线动态传感器网络，传感器网络能够完成称重传８ＬＣ３该感器信号的采集、智能化处理并能实现无线传输。该传感器网络测量精度高、抗干扰能力强，广泛适用于
１智能化无线动态传感器网络组成
图１是智能化无线动态传感器网络组成框图。
图１智能化无线动态传感器网络组成框图
智能化无线动态传感器网络‘ 。由传感器、微处理器、发送器、接收器、控制器、显示和电源７个主要部分组成。传感器对待测对象的信息进行采集；微处理器实现数据的分析、处理和存储等功能；发送器将经微处理器处理后的信号以无线的方式发送出去；接收器将信号接收下来，再传输至操作控制台（主机）进行处理，从而实现无线传输。

智能家居毕业论文

课程设计报告2014—2015学年第一学期课程名称综合实训项目设计题目智能家居（控制与通信的实现）2014年9月3日基于物联网的智能家居系统设计摘要物联网作为朝阳的产业，被列为国家五大新兴战略性产业之一。

物联网是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

智能家居是以住宅为平台，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、音视频技术将家居生活有关的设备集成形成智能家居系统的居住环境。

物联网智能家居通过家居智能管理系统的设备来实现家庭安全、舒适、信息交互与通信的能力。

本文结合了物联网和智能家居的相关技术，将传感器、控制器等设备通过无线技术连接和采集数据信息的处理，实现了使用传感器采集室内温度，光线等数据，在嵌入式终端中进行信息的读取和处理，做出相应的操作。

整个过程涉及到基于ZigBee的无线传感网络和利用Java socket实现双机通信的应用。

该设计分为以下几个部分：一、首先分析课题来源与市场需求，然后对整个系统进行了概述；二、对该系统的框架进行介绍；三、对整个系统的软硬件设计进行详细的介绍。

本论文设计是基于物联网和智能家居相结合的背景下，实现了对家居环境中的光线，温度，烟雾等因素的实时监测，并通过利用Java socket实现双机通信和管理系统作出相应的控制，以提升家居环境的安全性、舒适性、便利性。

关键词：物联网，智能家居，无线传感网络，Java socket关键词目录1绪论 (1)1.1物联网智能家居系统概述 (1)1.1.1物联网智能家居系统开发背景 (1)1.1.2物联网智能家居系统意义 (2)1.1.3物联网智能家居系统现状 (2)1.2论文的结构 (3)2系统开发工具 (4)2.1ZigBee技术 (4)2.1.1ZgBee特点 (5)2.1.2ZigBee技术的优势 (6)2.2无线传感器网络 (7)2.3Java socket双机通信模块 (7)3需求分析 (9)3.1实际业务工作流程 (9)3.2设计目标 (10)3.3设计特点 (10)3.4设计原则 (11)3.5功能需求 (11)4系统设计 (13)4.1传感器节点WSN网络模块设计 (13)4.2嵌入式服务器终端模块设计 (15)4.3Java socket双机通信模块设计 (20)5结束语 (25)附录1绪论随着人们生活水平的提高和科技的发展，家居智能化已成为一种必然趋势而深入千家万户。