项目可行性研究报告范例

项目可行性研究报告

一、前言

1、项目简介

项目简介：基于最新Zigbee规范的无线家居智能化通用平台系统

项目实施单位：深圳大学

项目负责人：王晖

2、项目选择的背景：

近年来信息化的高度发展，通信的自由化与个性化，以及人类对工作环境的安全性、舒适性、效率性要求的提高，造成家居智能化的需求大为增加。同时，计算机控制与无线通信的进步，也为智能家居的实现提供了技术支持。智能家居是信息技术、网络技术、控制技术向传统建筑及家电产业渗透发展的必然结果，它是一个多功能的技术系统，包括可视对讲、家庭内部的安全防范、家居综合布线系统、照明控制、家电控制、室内环境状况监测和设备控制、远程监控、以及家庭的影音系统等。而无线传感器网络具有低成本、低功耗、扩展性强的特点，通过将传感模块的嵌入功能，可以使得上述系统通过无线连接成为一个高效、智能化与人性化的居住环境。

项目主要研究基于无线传感器网络技术的智能家居网络并构建其网络控制平台系统。根据无线传感器网络的特点，利用无线传感器网络技术，构建基于无线传感器网络的智能家居网络系统，在无线传感器节点的无线收发电路部分采用基于IEEE802.15. 4技术的Zigbee无线收发芯片来降低功耗，并采用许可证技术来保证该局域网络的可靠运行。通过构建基于无线传感器网络技术的智能家居网络，可以保证信息在家居内部和外部的安全有效传输，对家居网络进行及时有效的监控。

3、必要性：

随着信息技术的发展，网络和家庭信息化已越来越多地出现在人们的生活中，一个安全、舒适、便利的生活环境要求达到住宅智能多元化，这就需要智能家居网络。智能家居网络一方面将家庭中各种与信息有关的通讯设备、家用电器、家庭保安装臵联网，进行有效地控制和信息交换；另一方面将家居网络与互联网相联，实现对家居的远程控制。国际上对智能家

居网络的研究起源于20世纪90年代，主要集中在发达国家。我国对智能家居网络的研究还刚刚起步，目前主要集中在一些分散的智能家庭控制子系统的研究上，如三表抄送子系统等。目前，智能家居网络主要以有线形式为主，有线连接存在着布线困难、维护复杂等缺点。而基于无线传感器网络具有部署方便灵活、扩展性好、低能耗与低成本的优势，并能够将嵌入有无线传感器的家俱、家电和其他日常用品同互联网相连，实现远距离控制，为我们提供了一个舒适、方便和人性化的居住环境，因此将在未来的智能家居系统中占据主导地位。目前的无线传感器网络家居系统的研究还处在起步阶段，并存在诸多问题：协议框架不完善、无线网关设计、路由策略可靠性低、功耗过大等。要最终形成成熟的无线传感器家居平台，还需要更具创新性的开发研究，或者大量细致的完善工作。因此，在国内外对智能家居及其应用研究日渐重视的背景下，适时启动一些基于无线传感器网络智能家居关键技术的研究课题是必要，而且迫切的。这必将带来巨大的经济与社会效益，有助于优化深圳市的产业结构，提升科技竞争力，同时加强高校与产业界的联合，进一步的推动深圳市“产、学、研”的发展。

二、项目前景展望

1、zigbee无线网络技术的介绍

Zigbee一词源自蜜蜂群在发现花粉位臵时，通过跳ZigZag形舞蹈来告知同伴,达到交换信息的目的。可以说是一种小的动物通过简捷的方式实现“无线”的沟通。人们借此称呼一种专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术，亦包含寓意。

ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。它主要工作在无须注册的2.4GISM频段, 传输范围在10～75m, 典型距离为30m。ZigBee 主要通过降低收发信机的忙闲以及数据传输的频率, 降低帧开销以及实行严格的功率管理机制, 例如关机及睡眠模式等方式来降低设备的综合功耗。ZigBee是一组基于IEEE802.15.4 无线标准研制开发的有关组网、安全和应用软件方面的技术标准, ZigBee协议栈由高层应用规范、应用汇聚层、网络层、数据链路层和物理层组成（如图1）,网络层以上的协议由ZigBee 联盟负责制定, IEEE则制定物理层(PHY) 和链路层(MAC) 标准。2004年底由Zigbee联盟发布了1. 0版本规范，尚未进入大规模的商业化生产和应用。但是，它的上升势头十分明显，已有Chipcon、Freescale、CompXs、Ember四家公司在今年4月通过了Zigbee联盟对其产品所作的测试和兼容性验证。2007年初，最新的Zigbee 2006版规范颁布后，基于Zigbee的无线

通信产品和应用会迅速得到普及和高速发展。

图 1 Zigbee 协议栈构成

Zigbee 的特点突出,尤其在低功耗、低成本上,主要有以下几个方面:

（1）低功耗。在低耗电待机模式下,2节5 号干电池可支持1个节点工作6～24个月,甚至更长。这是Zigbee 的突出优势。相比较,蓝牙能工作数周、WiFi 可工作数小时；

（2）低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10)，降低了对通信控制器的要求,按预测分析,以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB 代码，子功能节点少至4KB 代码，而且Zigbee 免协议专利费；

（3）低速率。Zigbee 工作在20～250 kbps 的较低速率，分别提供250 kbps(2.4 GHz)、40 kbps （915 MHz) 和20 kbps(868 MHz)的原始数据吞吐率,满足低速率传输数据的应用需求。

（4）近距离。传输范围一般介于10～100 m 之间，在增加RF 发射功率后，亦可增加到1～3 km 。指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力,传输距离将可以更远。

（5）短时延。Zigbee 的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15 ms ,节点连接进入网络只需30 ms ,进一步节省了电能。相比较,蓝牙需要3～10s 、WiFi 需要3s 。

（6）高容量。Zigbee 可采用星状、片状和网状网络结构,由一个主节点管理若干子节点,最多一个主节点可管理254 个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65 000 个节点的大网。

（7）高安全。Zigbee 提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES 128) 的对称密码，以灵活确定其安全属性；

（8）免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗( ISM) 频段,2. 4 GHz (全球) 、915