基于Zigbee技术的智能家居控制系统设计—课程设计论文
基于ZIGBEE网络的智能家居无线网络论文(DOC 23页)
基于ZIGBEE网络的智能家居无线网络论文(DOC 23页)无线传感网络课程设计—基于Zigbee技术的智能家居无线传感网络专业：电子信息班级： 0742学生姓名：李昆鹏学号： 07指导教师：吴丹刘君玲信息工程学院目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 本文研究的主要内容 (3)第二章方案选择和结构设计 (4)第三章Zigbee协议的应用 (6)3.1 ZigBee协议分析 (6)3.2 ZigBee协议的应用领域 (7)3.3 ZigBee协议栈结构和原理 (7)3.4 ZigBee网络节点配置 (8)第四章系统硬件设计 (9)4.1 数据处理模块的结构设计 (9)4.2 DSP芯片TMS32OF2812的介绍 (10)4.3 数据处理模块外围电路设计 (11)4.4 数据处理模块辅助电路设计 (12)第五章系统软件设计 (13)5.1 zigBee无线传感网络的组建 (13)总结与展望 (17)参考文献第一章绪论1.1 课题研究的背景智能家居或称智能住宅，与智能家居的含义近似的还有家庭自动化、电子家庭、数字家园、家庭网络、网络家居，智能家庭/建筑。
智能家居概念的起源很早，但一直没有具体的建筑案例出现。
世界上第一套智能建筑系统于1984年在美国的康涅狄格州哈特福德市出现，当时是由美国联合科技公司改造了一座旧式大楼，对大楼的空调、电梯、照明等设备采用计算机进行监测控制。
从此揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。
随着大量采用先进电子技术的家用电器的面市，住宅电子化出现。
上世纪80年代中期，将家用电器、通信设备和安全防范设备各自独立的功能综合为一体后，形成了住宅自动化的概念。
到了80年代末，通信技术的飞速发展，出现了通过总线技术对住宅中各种通信、家电、安防设备进行监控与管理的商用系统，也就是智能家居的原型。
1997年，比尔.盖茨的智能豪宅历时七年终于建成，这幢建筑完全按照智能住宅的概念建造，所有的门窗、灯具、电器都能够通过计算机控制。
ZigBee技术下的智能家居系统设计
ZigBee技术下的智能家居系统设计ZigBee技术下的智能家居系统设计1. 引言随着科技的不断发展和智能化的进程，智能家居系统日益受到人们的关注和喜爱。
智能家居系统通过将各种设备和家居用品互联，实现了家居智能化控制和管理，提供了更加便捷、舒适、安全和节能的居住环境。
在智能家居系统中，通信技术是核心和关键要素之一。
ZigBee技术作为一种低功耗、近场通信的无线传输技术，越来越受到智能家居系统设计和应用的青睐。
本文将以ZigBee 技术为基础，探讨智能家居系统的设计原理和相关应用，为智能家居系统的发展和推广提供参考。
2. ZigBee技术的基本原理ZigBee技术是一种基于IEEE 802.15.4标准的无线通信技术，适用于低功耗、低数据率、近距离通信的场景。
它采用了低复杂度、低功耗的通信方式，可以应用于智能家居系统中的各种设备和传感器。
ZigBee技术的核心是无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）。
在智能家居系统中，各种设备和传感器通过无线信道进行通信，并通过协调器进行集中控制和管理。
ZigBee技术的网络拓扑结构分为星型、网状和混合结构，其中星型结构适用于智能家居系统中的设备控制，网状结构适用于大规模传感器网络的数据收集和处理。
3. ZigBee智能家居系统的设计原理（1）传感器节点设计智能家居系统中的传感器节点负责对家居环境的各种参数进行感知和采集，并将采集到的数据传输给协调器进行处理。
传感器节点的设计包括硬件设计和软件设计两个部分。
硬件设计主要包括传感器的选型、接口电路设计和电源管理等方面；软件设计主要包括数据采集算法和通信协议的设计。
（2）协调器设计协调器是智能家居系统中的核心节点，负责对传感器节点进行管理和控制，并将收集到的数据进行处理和转发。
协调器的设计需要考虑通信接口、处理能力和网络管理等方面。
协调器可以通过无线通信与智能手机、电脑等设备进行交互，实现对智能家居系统的监控和控制。
基于ZigBee技术的智能家居系统设计
基于ZigBee技术的智能家居系统设计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施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
基于智能家居的最新定义，参考ZigBee技术的特点，设计出的本系统，在包含了智能家居必备系统(智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统)的基础上，加入了家居布线系统、家庭网络系统、背景音乐系统和家庭环境控制系统。
在智能家居的认定上，只有完整地安装了所有的必备系统，并且至少选装了一种及以上的可选系统的家居系统才能称为智能家居。
因此，本系统可以称为是智能家居。
1 系统设计方案该系统设计由家庭内被控制设备和远程控制设备组成。
其中家庭内被控制设备主要有能访问Internet的计算机、控制中心、监控节点和选择添加的家用电器控制器。
远程控制设备主要由远程计算机和手机组成。
系统组成如图1所示。
系统的主要功能有：1)网页前台页面的浏览，后台信息管理；2)通过Internet 和手机两种远程控制方式实现室内家用电器、安防和灯光的开关控制；3)通过RFID模块实现用户识别，从而完成室内安防状态的开关，在盗贼入侵时通过短信息(SMS)向用户报警；4)通过中央控制管理系统软件完成室内灯光及家电的本地控制和状态显示；5)利用数据库完成个人信息存储和室内设备状态存储，通过中央控制管理系统方便用户查询室内设备状态。
2 系统硬件设计系统硬件设计包括控制中心、监控节点和选择添加的家用电器控制器(这里以电风扇控制器为例)的设计。
2．1 控制中心控制中心主要功能有：1)组建无线ZigBee网络，把所有监控节点加入网络中，并实现新设备的接收；2)用户身份识别，用户在离家或归来时通过用户卡实现室内安防的开关；3)当有盗贼入侵室内时，通过向用户发送短信息报警。
基于ZigBee技术的智能家居系统的设计
基于ZigBee技术的智能家居系统的设计一、本文概述随着科技的飞速发展和人们生活品质的提高，智能家居系统已经成为现代家居生活的重要组成部分。
其中，ZigBee技术作为一种低功耗、低成本、低数据速率的无线通信技术，在智能家居领域得到了广泛应用。
本文旨在探讨基于ZigBee技术的智能家居系统的设计，包括其基本原理、系统架构、功能模块、硬件选择以及软件设计等方面。
通过深入研究和分析，我们将提供一种高效、稳定、可靠的智能家居系统设计方案，以满足用户对智能家居的需求，提升生活品质。
本文将首先介绍ZigBee技术的基本原理和特点，阐述其在智能家居系统中的应用优势。
接着，我们将详细介绍基于ZigBee技术的智能家居系统的整体架构，包括各个功能模块的作用和相互之间的通信机制。
在此基础上，我们将重点讨论系统的硬件选择和软件设计，包括传感器节点的设计、网络通信协议的实现以及用户界面的开发等。
我们将对系统进行测试和评估，以验证其性能和稳定性。
通过本文的研究和讨论，我们期望能够为智能家居系统的设计提供有益的参考和指导，推动智能家居技术的进一步发展。
我们也希望能够激发更多人对智能家居领域的兴趣和热情，共同推动智能家居产业的繁荣和发展。
二、ZigBee技术原理及其应用ZigBee技术是一种基于IEEE 4无线标准的低功耗局域网协议，专为低数据速率、低功耗和低成本的应用场景设计。
它采用星型、树型或网状拓扑结构，具有自组织、自愈合的特点，能够在设备之间实现可靠的数据传输。
ZigBee技术的主要特点包括低功耗、低成本、低数据速率、高可靠性、高安全性和良好的网络扩展性。
在智能家居系统中，ZigBee技术被广泛应用于各种智能设备之间的通信和控制。
例如，通过ZigBee技术，智能照明系统可以实现远程控制、定时开关、场景设置等功能；智能安防系统可以实现门窗传感器的实时监控、报警推送等功能；智能环境监测系统可以实现温度、湿度、空气质量等环境参数的实时采集和传输。
基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统研究与设计
基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统研究与设计一、本文概述随着科技的快速发展和人们生活质量的不断提高，智能家居系统已经成为现代生活的重要组成部分。
智能家居系统利用先进的无线通信技术，将家庭中的各种设备连接起来，实现智能化控制和管理，从而为用户提供更加便捷、舒适和节能的居住环境。
本文将重点研究与设计一种基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统，旨在提升家居环境的智能化水平，满足用户多样化的需求。
本文将首先介绍智能家居系统的发展背景和意义，阐述ZigBee 和WiFi两种无线通信技术在智能家居领域的应用优势和局限性。
在此基础上，提出一种基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统设计方案，该方案结合了ZigBee的低功耗、低成本和自组织网络特点以及WiFi的高速传输和广泛覆盖范围优势，以实现智能家居系统的高效、稳定和可扩展性。
文章将详细介绍该融合系统的架构设计、硬件选型、软件编程以及系统测试等方面内容。
通过对比分析不同通信协议的性能特点，选择合适的ZigBee和WiFi模块，并设计相应的硬件电路和软件程序。
文章还将探讨如何优化系统性能，提高数据传输速率和稳定性，以满足实际应用需求。
本文将总结研究成果，并对未来智能家居系统的发展趋势进行展望。
通过本文的研究与设计，旨在为智能家居领域的发展提供有益的参考和借鉴，推动智能家居技术的不断创新和应用。
二、ZigBee与WiFi技术概述在智能家居系统中，无线通信技术扮演着至关重要的角色，其中ZigBee和WiFi是两种被广泛采用的技术。
这两种技术各有优势，也存在着一定的局限性，因此，将它们融合在一起，可以充分发挥各自的优势，实现更为高效、稳定的智能家居系统。
ZigBee是一种低功耗、低成本的无线通信协议，专为物联网应用而设计。
它具有自组织、自修复的特性，能够在设备之间形成稳定的网络结构，特别适用于智能家居系统中的各种传感器、执行器等设备的连接和控制。
基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计
基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计1. 引言1.1 研究背景随着社会的不断发展和科技的不断进步，人们对生活质量的要求也越来越高。
传统的家居系统往往存在安全性低、能耗高、使用不方便等问题，而智能家居系统通过智能化的管理和控制，可以提高家居生活的舒适度、安全性和便利性。
研究基于Zigbee无线网络的智能家居系统设计具有重要的理论和实际意义。
本文将深入研究Zigbee无线网络技术，探究智能家居系统的设计原理，设计基于Zigbee的智能家居系统架构，并实现相关方法。
通过实验结果与分析，将对基于Zigbee无线网络的智能家居系统的性能进行评估，并总结出未来发展方向，为智能家居系统的发展提供参考依据。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨基于Zigbee无线网络的智能家居系统设计，并实现其在实际家居环境中的应用。
通过研究目的，可以为智能家居领域提供更加智能、便捷、高效的解决方案，提升家居的舒适性和生活质量。
通过研究基于Zigbee的智能家居系统设计，可以探索无线网络技术在智能家居中的应用潜力，促进智能家居系统的发展和普及。
通过本研究，可以为智能家居行业的发展提供技术支持和实践经验，推动智能家居系统在未来的广泛应用和发展。
1.3 研究意义智能家居系统已经成为现代生活的一个重要组成部分，它可以大大提高家居生活的便利性和舒适度。
基于Zigbee无线网络的智能家居系统设计是当前智能家居领域的一个热点研究方向，具有重要的理论和应用价值。
研究基于Zigbee无线网络的智能家居系统设计，可以推动智能家居技术的不断创新和发展，为人们提供更加智能、高效、安全、舒适的家居生活体验。
这项研究也有助于提高智能家居系统的稳定性和可靠性，减少系统的能耗和成本，促进智能家居系统的普及和应用。
基于Zigbee无线网络的智能家居系统设计具有较强的实用性和推广价值，可以广泛应用于家庭、办公场所、商业建筑等不同领域，为人们的生活和工作带来诸多便利。
基于ZIGBEE网络的智能家居无线网络课程设计论文
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
作者签名：日期： 年 月 日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
由于智能家居是一个多行业交叉覆盖的系统工程，各个设备厂商按照不同的接口标准与协议生产设备，其结果是:不同设备之间的互连、互通变得非常困难。这种问题实际上就是由家居设备的通信协议标准没有统一造成的。在整个智能家居控制系统中，家庭网络是智能家居实现通信的基础，是住宅内部的神经系统，而通信协议又是其精髓所在，因此在智能居家系统的设计中，采用具有良好发展前景的通信协议具有重要的意义。
作者签名：日 期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
评定成绩：□优□良□中□及格□不及格
基于 ZigBee 的智能家居系统设计
基于 ZigBee 的智能家居系统设计随着科技的快速发展，越来越多的人开始关注智能家居系统的设计和实现。
而其中，基于ZigBee 技术的智能家居系统则成为了近年来最具热度的研究方向之一。
本文将详细探讨基于 ZigBee 的智能家居系统的设计和实现。
一、ZigBee 技术简介ZigBee 技术是一种低功耗、近距离、无线通讯技术，它是一种基于 IEEE802.15.4 标准的无线网协议。
ZigBee 技术能够支持多种应用场景，适用于环境监测、医疗保健、智能家居、能源管理等领域。
ZigBee 技术采用了低功耗、低速率的传输方式，具有低成本、低噪声和低干扰的特点。
同时，ZigBee 网络结构简单，有很强的自组织能力，能够让各种设备快速建立通讯。
二、ZigBee 技术在智能家居中的应用智能家居系统是指通过各种网络技术，将家居中传统的电器设备和其他可编程设备进行集成，从而达到自动化控制的目的。
而 ZigBee 技术在智能家居中的应用则包括以下几个方面：1、家庭网络化ZigBee 技术可以帮助实现家庭网络化。
通过 ZigBee 网络，家庭中的各种设备都可以实现互联，实现智能化自动控制。
比如，用户可以通过智能手机控制家中的照明、温度、音乐等设备，从而达到智能控制的目的。
2、安防保护智能家居系统中的安防保护是智能家居最重要的应用之一。
而 ZigBee 技术可以帮助实现安全保护，可以通过智能传感器实时监控家庭的安全情况，当检测到异常情况时进行即时报警，从而保护家庭安全。
3、娱乐化智能家居系统中的娱乐化应用也是很重要的。
通过 ZigBee 技术，用户可以轻松地控制家庭中的音乐、影像等设备，达到家庭娱乐化的目的。
三、基于 ZigBee 的智能家居系统设计在设计基于 ZigBee 的智能家居系统时，应遵循以下设计理念：1、低功耗智能家居系统的常承担着长期、甚至是持续的工作，因此对于功耗的要求极高。
因此在基于 ZigBee 技术的智能家居系统设计中，应注重低功耗、智能化的设计，以延长系统设备的使用寿命。
智能家居论文：基于ZigBee技术的智能家居系统
智能家居论文：基于ZigBee技术的智能家居系统【中文摘要】智能家居就是利用网络连接设备将家庭生活中的各种电子设备、电器等关联起来,以便实现对家用设备和生活环境的智能化管理、远程监控以及资源共享。
目前,市场上流行的智能家居产品功能不尽完善,因此在一定程度上远不能满足人们对智能化生活的需要。
鉴于此,我们以ATmega8、ATmega128L+CC2420开发套件为核心硬件,基于ZigBee技术设计了智能家居系统。
该系统模拟实现了如下功能:控制有线连接的模拟家电;通过ZigBee模块实现远程控制模拟家电;利用传感器收集家居环境并反馈;设计了多个可扩展模块,用来加入后续的家电。
本文设计的智能家居系统由三大功能模块组成,即用户控制模块、模拟家电模块、ZigBee控制模块,用户可以通过用户控制模块中的按钮实现对模拟家电工作状态的查询和控制。
模拟家电模块用于模拟家电状态,并在界面上显示。
ZigBee模块实现了无线通信和远程控制,并提供了监视系统环境的功能,该模块将家居环境信息以帧的形式发送给主控制器。
实验结果表明,我们设计的智能家居系统界面简洁易于操作,可以满足用户对特定家电的控制要求,同时通过观察界面上的环境系数,实时监控整个家居环境。
测试结果表明本系统达到了预期的设计目标。
【英文摘要】Smart Home is the using of network-connected devices to connect various electronic equipments in the family life, in order to achieve intelligent management, remotemonitoring and resource sharing of household equipments and living environment as well. Currently, those popularsmart-home products in market have not been so perfect to meet consumers’needs towards intelligent life. In view of this, based on ZigBee technology, and ATmega8, ATmega128L, wireless transmission chip CC2420 as the core hardware, we design the smart home system. The system simulated realize as follows function: control cable connection analog appliances; Through ZigBee modules remote control simulation, and using sensors to collect the household environment, then feedback; Design multiple extensible modules, used to join the follow-up of electrical appliances.This smart home system is designed by three functional modules, namely, user control module, analog appliance module and ZigBee control module. The user can inquire and control the working status of the household appliances in analog appliance module through user control module. Analog appliance module is used for simulating the state of household appliances which is showed on the interface. ZigBee module is for wireless communication,remote control, and monitoring the system environment, then sents the information to the host controller in the form offrame.Experimental results show that the smart home system wehave designed is simple in interface and easy to operate and can meet users’requirements of controling for specific appliances, meanwhile can monitor the whole home environment real-timingly through the interface. The results also show that our system has achieved the desired design goals.【关键词】智能家居 ZigBee ATmega8 ATmega128L CC2420【英文关键词】smart home ZigBee ATmega8 ATmega128L CC2420【目录】基于ZigBee技术的智能家居系统摘要4-5ABSTRACT5第一章绪论8-121.1 智能家居的概念81.2 国内外研究现状8-101.3课题选择的意义10-111.4 本文的主要工作和组织结构111.5 本章小结11-12第二章 ZIGBEE 技术简介12-182.1 ZIGBEE 网络结构12-142.1.1 ZIGBEE 网络设备组成122.1.2 ZIGBEE 网络拓扑结构12-132.1.3 ZIGBEE 网络协议框架13-142.2 ZIGBEE 协议栈介绍14-172.2.1 IEEE 802.15.4 物理层14-152.2.2 IEEE 802.15.4 MAC 子层15-162.2.3 ZIGBEE 协议网络层162.2.4 ZIGBEE 协议应用层16-172.3 本章小结17-18第三章系统总体需求分析18-253.1 系统的设计目标18-193.2 系统的功能和组成19-213.3 系统开发工具21-243.3.1 系统开发硬件设备21-233.3.2 系统软件开发环境23-243.4 本章小结24-25第四章系统详细设计25-504.1 用户控制模块设计25-294.1.1 用户控制模块上位机设计26-274.1.2 用户控制模块下位机设计27-294.2 模拟家电模块设计29-324.2.1 模拟家电模块上位机设计29-314.2.2 模拟家电模块下位机设计31-324.3 ZIGBEE 模块设计32-494.3.1 无线网络的建立33-354.3.2 网络协调器子模块35-374.3.3 精简功能节点(RFD)--网络终端子模块37-404.3.4 ZIGBEE 传感器板（SENSOR BOARD）子模块40-494.4 本章小结49-50第五章系统实现50-665.1 系统功能实现说明50-545.2 主要功能模块实现介绍54-655.2.1 用户控制模块功能代码演示57-585.2.2 模拟家电模块功能代码演示58-595.2.3 ZIGBEE 模块功能代码演示59-655.3 本章小结65-66第六章系统测试66-706.1 测试环境666.2 界面测试666.3 功能测试66-676.4 性能测试67-686.5 测试结果686.6 测试中遇到的问题68-696.7 小结69-70第七章总结70-717.1 结束语707.2 不足与展望70-71致谢71-72参考文献72-74【备注】索购全文在线加好友QQ：139938848同时提供论文写作一对一指导和论文发表委托服务。
基于ZigBee的智能家居监测控制系统的设计
基于ZigBee的智能家居监测控制系统的设计一、本文概述随着科技的不断进步和人们生活水平的提高，智能家居的概念逐渐深入人心。
智能家居通过集成先进的通信技术、控制技术、传感器技术等多种技术，实现了家庭环境的智能化管理和控制。
其中，ZigBee 技术作为一种低功耗、低成本、低复杂度的无线通信协议，在智能家居领域具有广泛的应用前景。
本文旨在探讨基于ZigBee技术的智能家居监测控制系统的设计，旨在为读者提供一个全面、系统的了解，并希望为智能家居领域的发展提供一些有益的参考。
本文首先介绍了ZigBee技术的基本原理和特点，包括其通信机制、网络拓扑结构以及优势等。
然后，文章详细阐述了基于ZigBee 的智能家居监测控制系统的总体设计方案，包括系统架构、硬件选择、软件设计等方面。
接下来，文章将重点介绍系统中的各个功能模块，如环境监测模块、安防监控模块、家电控制模块等，以及它们之间的协同工作机制和实现方法。
本文还将对系统的性能和稳定性进行分析和测试，以验证设计的可行性和有效性。
文章将总结整个设计过程中的经验教训，并对未来的发展方向进行展望。
通过本文的阅读，读者可以深入了解基于ZigBee的智能家居监测控制系统的设计理念、实现方法和应用前景，为相关领域的研究和开发提供有益的参考和借鉴。
二、ZigBee技术概述ZigBee是一种基于IEEE 4标准的低功耗局域网协议，主要用于近距离无线通信。
其名称源自蜜蜂的“ZigZag”舞蹈，寓意着该技术在通信中的灵活性和高效性。
ZigBee技术专为低数据速率、低功耗、低复杂度和低成本的应用场景设计，因此在智能家居监测控制系统中具有广泛的应用前景。
ZigBee技术的核心优势在于其低功耗和低成本。
由于其采用了休眠机制，设备在不进行数据传输时可以进入低功耗的休眠状态，从而显著延长了设备的使用寿命。
ZigBee网络的构建成本相对较低，使得其成为智能家居领域理想的通信协议之一。
在智能家居监测控制系统中，ZigBee技术可以实现设备间的无线连接和数据传输。
基于ZigBee技术的家居智能控制系统设计
随着物联网技术的不断发展，未来智能家居控制系统将更加智能化和自动化。 我们相信ZigBee技术将在其中发挥更大的作用，推动智能家居控制系统的进一步 发展。在未来的研究中，我们将继续深入探讨ZigBee技术在智能家居控制系统中 的应用，以提高系统的性能和功能，满足人们日益增长的家居生活需求。我们也 希望能够引起更多相关领域的研究者和技术人员的，共同推动智能家居技术的进 步和发展。
（2）控制器模块：中心控制器是整个家居智能控制系统的核心，它负责接 收传感器传输的数据，并根据预设的算法对数据进行分析处理，然后向执行器发 送控制指令。我们选用具有较强处理能力的单片机作为控制器。
（3）显示屏模块：为了方便用户对家居环境进行可视化操作，我们设计了 一款触摸显示屏，用户可以通过显示屏查看家居环境的相关信息，也可以根据自 己的需求进行相关操作。
Байду номын сангаас
家居智能控制系统设计
1、整体设计思路
家居智能控制系统设计主要包括硬件和软件两个部分。在硬件方面，我们采 用ZigBee无线通信技术，以实现对家居设备的远程控制和监控。在软件方面，我 们开发了一套基于ZigBee技术的智能家居控制软件，以实现对家居设备的智能化 控制。
2、具体模块设计
（1）传感器模块：为了能够实现对家居环境的实时监测，我们设计了多种 传感器，如温度、湿度、光照等传感器。这些传感器通过ZigBee技术将数据传输 到中心控制器。
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4、安全设计
在智能家居控制系统中，数据传输的安全性是非常重要的。为了确保数据的 安全性，我们采用了多种安全措施。首先，我们采用了数据加密技术，确保数据 在传输过程中不会被恶意攻击者获取。其次，我们采用了传输通道保密技术，确 保数据传输的通道不会受到干扰和破坏。此外，我们还对系统进行了权限管理， 只有经过授权的用户才能对家居设备进行操作。
基于ZigBee技术的智能家居控制系统设计与实现
基于ZigBee技术的智能家居控制系统设计与实现随着物联网的发展，智能家居控制系统已经成为人们日常生活中的一个重要应用。
ZigBee技术作为物联网通信协议之一，有着物联网中广泛应用的优势。
本文将从智能家居控制系统设计的角度出发，介绍基于ZigBee技术的智能家居控制系统的设计与实现。
一、智能家居控制系统的需求分析智能家居控制系统主要有以下几个需求：1. 控制家居设备：系统可以实现对家中各种设备的控制，如灯光、电器等。
2. 环境监测：系统可以实现对温度、湿度等环境因素的监测，进而调节合适的温度和湿度，提高生活舒适度。
3. 安全监测：系统可以实现对门窗、摄像头等安全设备的监测。
当侵入者来犯时，可以及时发出警报。
4. 远程控制：用户可以通过手机APP等远程控制系统，实现对家居设备的控制和监测。
在需求分析的基础上，我们可以开始对基于ZigBee技术的智能家居控制系统进行设计。
二、智能家居控制系统的软件设计智能家居控制系统的软件主要包括服务器端和客户端两部分。
1. 服务器端服务器端主要负责和各种设备的交互，接收设备的数据、发送命令到设备等。
服务器端需要具备以下几个功能：1）设备控制功能：服务器端需支持对各种设备的控制命令，如控制灯光亮度、控制电器开关等。
2）环境监测功能：服务器端需支持各种环境参数的实时监测，如温湿度、气体浓度等。
3）安全监测功能：服务器端需支持各种安全设备的状态监测，如门窗、火灾、燃气泄漏等。
4）远程控制功能：服务器端需支持用户通过手机APP等远程控制系统，实现对家居设备的控制和监测。
2. 客户端客户端主要是指用户与服务器端交互的软件程序，具备以下几个功能：1）控制家居设备：客户端可以向服务器端发送操作命令，以控制家居设备。
2）环境监测：客户端可以实时获取家中各种环境参数的监测数据。
3）安全监测：客户端可以实时获取家中各种安全设备的状态信息，如门窗状态、烟感器状态等。
4）远程控制：客户端可通过手机APP等远程控制系统，远程控制家中各种设备。
基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计
基于Zigbee无线网络智能家居系统的设计随着科技的不断进步，智能家居系统已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
它能够让我们的生活更加便利、舒适和安全。
作为智能家居系统中的一个关键技术，Zigbee无线网络已经受到越来越多的关注和应用。
本文将探讨基于Zigbee无线网络的智能家居系统的设计。
一、Zigbee无线网络技术的特点Zigbee无线网络是一种低功耗、低速率、短距离的无线网络技术，它在短距离通信领域有很多优势。
Zigbee无线网络的传输距离较短，通常在10-100米之间，这使得它更适合于家庭环境中的设备互联。
Zigbee无线网络的功耗非常低，这意味着它可以长时间运行，而不需要频繁更换电池。
Zigbee无线网络还具有较高的网络安全性和稳定性，能够满足智能家居系统对通信安全和可靠性的要求。
二、智能家居系统的设计基于Zigbee无线网络的智能家居系统通常包括传感器、执行器、控制器和网关，其中传感器用于采集环境信息，执行器用于控制家居设备，控制器用于处理数据和指令，网关用于将智能家居系统连接到互联网。
在设计智能家居系统时，需要考虑以下几个关键问题。
1. 设备互联和通信Zigbee无线网络可以连接多种家居设备，如智能灯具、智能插座、智能门锁等。
在设计智能家居系统时，需要考虑如何实现这些设备之间的互联和通信。
一个可行的方案是利用Zigbee无线网络的网状结构，使得每个设备都可以直接和其他设备通信，从而实现设备之间的互联和协同工作。
2. 数据采集和处理智能家居系统中的传感器可以采集各种环境信息，如温度、湿度、光照等。
控制器需要对这些数据进行实时处理，并根据用户的需求进行相应的控制操作。
在设计控制器时，需要考虑如何实现数据的快速采集、传输和处理，以及如何实现多个传感器之间的数据同步和共享。
3. 远程监控和控制通过Zigbee无线网络和互联网的结合，智能家居系统可以实现远程监控和控制。
用户可以通过智能手机或电脑随时随地监控家中的环境情况，并对家居设备进行远程控制。
基于ZigBee技术的智能家居控制系统设计与实现
基于ZigBee技术的智能家居控制系统设计与实现基于ZigBee技术的智能家居控制系统设计与实现近年来，随着物联网和智能家居的兴起，人们对舒适、便利和高效的家居生活的需求不断增加。
智能家居控制系统的出现解决了传统家居的不足之处，为人们提供了更加智能化、便捷化和高效化的居住体验。
其中，使用ZigBee技术的智能家居控制系统因其低功耗、无线传输和自组织网络等特点，成为业界关注的热点。
本文将介绍基于ZigBee技术的智能家居控制系统的设计与实现思路，并通过一个实例来说明其具体应用。
一、智能家居控制系统的设计思路智能家居控制系统的设计需考虑到以下几个方面：1. 系统架构设计：智能家居控制系统包括传感器、控制器、执行器和用户界面等模块。
其中，传感器负责采集环境信息，控制器对采集的信息进行处理，执行器根据控制器的指令实施动作，用户界面用于用户与系统的交互。
2. 网络通信设计：ZigBee技术采用无线传输，可以构建自组织网络，为智能家居控制系统提供了灵活、可靠的通信方式。
在网关的支持下，可以实现与手机、电视等其他终端设备的互联互通。
3. 安全性设计：智能家居控制系统要保障用户数据的安全与隐私，因此在设计中应考虑加密和安全认证等机制，确保系统的安全性。
二、智能家居控制系统的实现本文以智能照明系统为例，介绍基于ZigBee技术的智能家居控制系统的实现过程。
1. 传感器部分：智能照明系统常使用光敏传感器和人体红外传感器。
光敏传感器负责感应环境光线的亮度，人体红外传感器则可感应人体的动态。
2. 控制器部分：控制器使用ZigBee模块进行通信，接收传感器的数据，并根据设定的规则进行处理，如根据光线亮度来自动调节灯光亮度。
3. 执行器部分：根据控制器的指令，执行器负责开关灯光。
此外，还可以设计电机控制窗帘、温度控制空调等功能。
4. 用户界面部分：设计手机APP或电视遥控器等用户界面，通过与控制器进行互联，实现用户对智能照明系统的远程控制。
基于ZigBee的智能家居控制系统设计
基于 ZigBee的智能家居控制系统设计摘要：随着经济的发展，生活水平的提高，生活节奏的加快，设计一种智能化的居住环境可以为人们的生活提供各种便利。
同时，人们也渴望一种智能化的居住环境，保证生活的安全性、快捷性便利性。
智能家居融合了无线传感网络技术和计算机技术。
该文介绍，智能家居控制系统采用了ZigBee技术。
系统的架构和总体设计为:通过ZigBee技术，使用CC2530作为无线传感网络节点的核心芯片，CC2530连接传感器，构成节点。
节点之间采用星形网络拓扑结构，组成智能家居传感网络。
节点设备可以对家居环境内的状态信息进行采集和数据预处理。
该系统虽然不足以反映现代智能家居系统的全貌，但是在某些方面体现出智能家居的方便性和实用性，以及其广泛的应用前景。
关键词：智能家居；ZigBee；无线通信；传感器一、ZigBee无线通信技术1.1 ZigBee概述ZigBee是由ZigBee联盟基于IEEE802.15.4无线标准研制的一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率及低成本的无线通信技术，相比Wi-Fi无线通信技术的高成本、蓝牙无线通信技术的设备连接数量少来说，ZigBee无线通信技术更适合应用于住宅、商业及工业等领域。
1.2 CC2530芯片的特点ZigBee无线通信技术的作用在于搭建一个小范围内的无线局域网，用于传感器的数据采集和监控。
本文采用TI公司研发的CC2530芯片，支持ZigBee底层协议，可与Z-Stack协议栈配合使用。
CC2530芯片有一个高性能、低功耗、带程序预取功能的8051微控制器内核、2.4GHzRF收发器、内存和Flash存储器等，其中CC2530F256结合了ZigBee2007/Pro标准，提供了强大、完善的ZigBee解决方案，一般在ZigBee开发中多作为首选芯片。
二、系统设计2.1总设计方案基于ZigBee无线通信技术，将PC或手机终端作为上位机（即协调器），灯、百叶窗作为下位机（即终端设备）的控制对象。
基于Zigbee的智能家居系统的设计
天津工业大学毕业论文基于Zigbee的智能家居系统的设计姓名: 郝冠鹏学院：电子与信息工程学院专业：电子信息工程班级：电子1004指导教师：田磊、郑羽2014年 6 月 4 日天津工业大学毕业设计（论文）任务书院长教研室主任指导教师毕业设计（论文)开题报告表天津工业大学毕业设计（论文)进度检查记录天津工业大学本科毕业论文评阅表（论文类)天津工业大学毕业设计（论文）成绩考核表摘要随着经济的不断发展，科技的不断进步,我国居民的物质生活水平也得到了大幅的提高，但是在科学技术水平日新月异的今天,仅仅在物质生活方面的提高已经不能满足我国居民的更高需求，为了追求更舒适更方便的生活，衍生出了很多基于当代科技的智能化产品，其中智能家居就是在这种背景下产生的.家庭中安装一套智能家居控制系统,不仅能使我们的居家生活更加智能化、人性化,更能极大的满足我们的生活体验,享受高新科技带来的方便。
针对上述问题，本文设计了基于无线传输模块的智能家居控制系统，整个系统采用无线通信模块进行数据传输，能够自动测量居室环境中的多个参数信息，并集中在主控中心的液晶显示屏上对测到的环境参数进行统一显示。
真正实现了居室环境监测的自动化、智能化,同时也满足了我们对更高品质生活的要求，在提高了生活体验的同时,也降低了居室发生意外的概率。
本系统采用宏晶科技生产的STC12C5A60S2单片机作为智能家居控制系统的核心控制器，其丰富的片上资源减少了外围电路的扩展,提高了系统的稳定性,降低了成本。
同时采用NRF905作为实现设备间的无线数据传输.其人性化的设计,解决了一系列居室环境监测的难题。
该系统实现了居室环境中温湿度、有害气体浓度、水位和有无人体进入等环境参量的测量和显示，精度高、性能稳定.关键词：智能家居控制；无线通信；STC12C5A60S2ABSTRACTWith the gradual development of economy and technology,material standard of living of our residents have been greatly improved，however, with the scientific and technological level of today rapidly changing, just in terms of improving the material life has been unable to meet the higher demand for our residents, in order to pursue a more comfortable and convenient life ，a lot of intelligent products are produced by contemporary science and technology，including intelligent home control system. Installing a smart home control system，not only make our home life more intelligent and humane，but also we can enjoy the great experience of our lives and the convenience of high technology.To solve the problems mentioned above, we design an intelligent home control system based on wireless transmission module, the system uses wireless communication module for data transmission, can automatically measure multiple parameters in the indoor environment and transmit them to the LCD screen of main control center to display. It realized monitoring automatic and intelligent, which meet our demands for higher quality of life and reduce the probability of accidents.The system uses the STC12C5A60S2 microcontroller as the core controller of intelligent home control systems. It prolific SOC resources reduced periphery circuit, which enhanced system stabilization and lowed cost.At the same time, using the NRF905 to realize the wireless data transmission，its user—friendly design，solve a series of indoor environmental monitoring problems.The system realizes the room temperature and humidity environment, the concentration of harmful gases, water and the availability of human and other environmental parameters into the measurement and display，high precision, stable performance.Keywords:Intelligent home control system，Wireless communications, STC12C5A60S2目录第一章绪论 (1)1.1课题研究的背景 (1)1。
设计基于ZigBee的智能家居控制系统
设计基于ZigBee的智能家居控制系统随着科技的不断发展，智能家居控制系统也越来越成为人们生活中的必备品。
其中，基于ZigBee技术的智能家居控制系统具有可靠性高、安全性好、扩展性强等特点，成为越来越多家庭的首选。
一、什么是ZigBee技术？ZigBee是一种基于无线射频（RF）技术的低功耗、低速率、短距离通信技术。
它采用IEEE 802.15.4标准，并在此基础上定义了一系列应用规范，为物联网提供了一种低成本、低功耗、高安全性的解决方案。
ZigBee技术可以广泛应用于家庭自动化、医疗保健、农业、环境监控等领域。
二、智能家居控制系统架构基于ZigBee技术的智能家居控制系统通常由如下几个部分组成：1. 控制中心：控制中心是系统的核心部分，主要负责与各类智能设备进行通信和控制。
控制中心需要支持多种通信协议，包括ZigBee、Wi-Fi、蓝牙等。
2. 智能设备：智能设备是指能够通过控制中心进行远程控制的各类家居设备，包括灯控、窗帘控制器、家庭影院、智能插座等。
这些设备需要具备ZigBee通信模块，以便与控制中心进行通信。
3. 应用软件：应用软件是用户与智能家居控制系统进行交互的界面，可以通过手机应用、网页端、语音控制等多种方式与控制中心进行交互。
三、ZigBee技术在智能家居控制系统中的应用基于ZigBee技术的智能家居控制系统具有以下优点：1. 可靠性高：ZigBee技术采用的是短距离、低功耗的无线通信方式，能够有效降低信号干扰，提高通信的可靠性。
2. 安全性好：ZigBee技术支持AES-128加密算法，在数据传输过程中进行加密，能够有效保护用户隐私和数据安全。
3. 扩展性强：ZigBee技术可以支持多个网络节点，可以随意扩展，支持动态网络拓扑结构，满足不同家庭的不同需求。
4. 节能环保：ZigBee技术采用低功耗的无线通信方式，能够大大降低能耗，减少电池更换的频次，从而节约资源，降低环境污染。
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机器人3课程设计（论文）题目：基于Zigbee技术的智能家居控制系统设计基于Zigbee技术的智能家居控制系统设计摘要随着生活质量的日益改善和生活节奏的不断加快，人们的工作、生活日益信息化。
信息化社会改变了人们的生活方式与工作习惯，使得家居系统的智能化成为一种消费需求，智能家居系统越来越被重视。
因此，将家庭中各种通信设备、家用电器和家庭安保装置通过家居控制系统进行整合，并进行远程控制和管理，已经成为近年来一个热门研究课题。
关键词: Zigbee ；Z-Stack；CC2530芯片；智能家居The Design of Smart Home Control System Based on ZigBee Technology TechnologyABSTRACTWith the development of the science and economy，people’s living standard improves enormously.People may pay more and more attention to their living environment.Information society has changed people’S lifestyle and work habits to makeintelligent home system a consumer demand．Intelligent home system catches moreand more people’S attention.Thereforethe topic about the integration andmanagement of various communication equipments in home，household appliancesand home security devices combined by the intelligent home c ontrol system remotel，has become a hot research point in recent years．Key words: Zigbee; Z-stack;CC2530;Smart Home目录1绪论 (1)1.1无线传感器网络 (1)1.1.1无线传感器网络概况 (1)1.1.2无线传感器的应用现状 (1)1.1.3无线传感器的未来前景 (2)1.2基于Zigbee技术的无线传感器网络 (2)1.3论文结构 (3)2 Z-Stack协议栈 (4)2.1 Zigbee协议介绍 (4)2.1.1 Zigbee协议栈的结构 (4)2.2 Zigbee网络结构 (5)2.3 Z-Stack协议栈介绍 (6)2.3.1寻址 (6)2.3.2绑定 (9)2.3.3路由协议 (9)2.3.4数据发送函数 (10)2.3.5网络组建过程 (10)2.3.6数据接收函数 (10)3智能家居系统的实现 (13)3.1系统的整体介绍 (13)3.2系统硬件介绍 (13)3.2.1各类传感器模块 (13)3.2.2终端节点和数据汇聚模块 (15)3.3系统软件介绍 (16)3.3.1终端节点和数据汇聚模块软件设计 (16)3.3.2上位机（PC机）的监控界面 (18)4结论 (21)参考文献 (22)附录 (23)1 绪论1.1无线传感器网络1.1.1无线传感器网络概况无线传感器网络是指大量的移动的或静止的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络。
其目的是协作地感知、采集和处理传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。
无线传感器网络起源于20世纪70年代，是一种特殊的无线网络，最早应用于美国军方，例如空中预警控制系统。
这种原始的传感器网络只能捕获单一信号，传感器节点只能进行淡淡的点对点通信。
1980年美国国防部高级研究计划局提出了分布式传感器网络项目，开启了现代无线传感器网络研究的先例。
此项目旨在建立一个由空间分布的低功耗传感器节点构成的网络。
这些节点之间相互协作并自主运行，将信息送达处理的节点。
2003年8月，美国《商业周刊》将无线传感器网络定位成21世纪高技术领域的四大支柱型产业之一，其潜在市场需求十分巨大，传感器网络系统已引起世界各国学术界、军事部门和工业界的极大关注。
1.1.2无线传感器的应用现状近几年来，由于成本的降低，技术的愈发成熟，无线传感器网络已经大规模应用在如下几个领域中：（1）环境监测由于环境污染问题日益突出，人们对与环境的保护越来越关注，对于环境的监测需求相应增加。
无线传感器网络为环境监测时采集数据提供了便利，并且还可以减少对环境的破坏。
无线传感器网络还可以跟踪候鸟和昆虫的迁移，研究环境变化对农作物的影响，监测海洋、大气和土壤的成分等。
此外，它也可以应用在精细农业中，来监测农作物中的害虫、土壤的酸碱度和施肥状况等。
（2）医疗护理无线传感器网络也可以应用在医疗研究和护理领域。
英特尔公司推出了无线传感器网络的家庭护理技术。
该系统通过在鞋、家具以家用电器等家用设备中嵌入半导体传感器，帮助老龄人士、阿尔茨海默氏病患者以及残障人士的家庭生活。
（3）军事领域由于无线传感器网络节点造价低廉，可以密集随机的分布在各种恶劣的战场环境中，包括侦察敌情、监控兵力、装备和物资，判断生物化学攻击等多方面用途。
目前无线传感器网络还存在着如下问题：（1）网络内通信问题。
无线传感器网络内正常通信联系中，信号可能被一些障碍物或其他电子信号干扰而受到影响，怎么安全有效的进行通信是个有待研究的问题。
（2）成本问题。
在一个无线传感器网络里面，需要使用数量庞大的微型传感器，这样的话成本会制约其发展。
（3）系统能量供应问题。
目前主要的解决方案有：使用高能电池；降低传感功率；此外还有传感器网络的自我能量收集技术和电池无线充电技术。
其中后两者备受关注。
1.1.3无线传感器网络的未来前景无线传感器网络有着十分广泛的应用前景，它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值，在未来还将在许多新兴领域体现其优越性，如智能家居、智能小区、汽车管理控制等领域。
我们可以大胆的预见，将来无线传感器网络将无处不在，将完全融入我们的生活。
1.2基于Zigbee技术的无线传感器网络Zigbee可工作在2.4GHz（全球流行）、868MHz（欧洲流行）和915MHz（美国流行）三个频段上，分别具有最高250kb/s、20kb/s和40kb/s的传输速率，它的传输距离在10~75m的范围内。
根据Zigbee的技术本质，Zigbee具有下列的几个特性。
（1）低功耗。
低功耗是Zigbee重要的特点之一。
一般的Zigbee芯片有多种电源管理模式，这些管理模式可以有效的对节点的工作和休眠进行配置，从而使得系统在不工作时可以关闭射频部分，极大地降低了功耗，节约了电池的能量。
（2）低成本。
Zigbee网络协议简单，可以在计算能力和存储能力都有限的MCU上运行，非常适合于对成本要求苛刻的场合。
而且Zigbee芯片的体积较小，随着半导体集成技术发展，Zigbee芯片的体积将会变得更小，成本也会降得更低。
（3）高度扩充性。
Zigbee设备既可以使用64位IEEE网络地址，又可以使用支配的16位网络地址。
在一个单独的Zigbee网络内，理论上可以容纳最多65536个设备。
（4）安全性高。
Zigbee加密算法采用了AES-128，同时各个应用程序可以灵活确定其安全属性。
Zigbee联盟还开发了安全层，以保证这种设备不会意外泄露其标识，而且这种利用网络的远距离传输不会被其他节点获得。
（5）时延短。
针对时延敏感做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。
(6)灵活的网络拓扑结构。
Zigbee支持星型、树型和网状型拓扑结构，既可以单跳，又可以通过路由实现多条的数据传输。
1.3论文结构第一章：绪论。
该章介绍了无线传感器网络的概况、应用现状和未来前景，然后对Zigbee技术做了简短的介绍，讲述了Zigbee技术的相关特性。
第二章：Z-Stack协议栈。
该章从Zigbee协议介绍到Z-Stack协议栈的构架，并对Zigbee技术的应用范围作了具体的分析。
主要内容包括网络寻址、绑定、路由协议、数据发送函数、网络组建过程和数据接收函数。
第三章：智能家居系统的实现。
该章分别从系统硬件和软件两个方面作了具体的阐述。
主要包括传感器模块、数据采集模块和数据汇聚模块以及上位机监控界面等内容。
并对各个模块进行了功能测试，包括组网测试、点对点通信测试和网络整体测试。
第四章：结论。
该章对本文所完成的任务做了总结，指出本文设计的智能家居系统的创新点，并对下一步工作做出明确的方向。
2 Z-Stack协议栈2.1 Zigbee协议介绍2.1.1 Zigbee协议栈的结构Zigbee协议栈定义了四层。
物理层和媒体访问控制层由IEEE802.15.4-2003定义，上层的网络层和应用层由Zigbee联盟定义。
应用层分别包括ZDO（Zigbee 设备对象），APS（应用支持子层）和AF（应用框架）组成。
Zigbee协议栈每一层负责完成所规定的任务，并且向上层提供服务，各层之间的接口通过所定义的逻辑链路来提供服务[3]。
图2.1 Zigbee协议栈结构图（1）物理层：物理层定义了物理无线信道和MAC子层之间的接口，提供物理数据服务单元（PD-SAP）和物理层管理服务（MLME-SAP)。
（2）MAC（介质接入控制子层）：MAC层负责处理所有物理无线信道的访问，并产生网络信号、同步信号；支持PAN连接和分离，提供两个对等的MAC实体之间的可靠链路。
（3）NWK(网络层)：网络层是Zigbee协议栈的核心部分，网络层主要实现节点加入或者离开网络、接受或者抛弃节点、路由查找及维护等功能。
（4）APL（应用层）：应用层包括三部分：应用支持子层（APS）、Zigbee 设备对象（ZDO）和应用框架（AF）。
APS应用支持子层的任务是提取网络层的信息并将信息发送到运行在节点上的不同应用端点。
Zigbee设备对象负责设备的所有管理工作，包括设定该设备在网络中的角色（协调器、路由器或终端设备），发现网络中的设备，确定这些设备能提供的功能，发起或响应绑定请求，完成设备之间建立安全的关联等。
ZDO是一个特殊的应用对象，它驻留在每一个Zigbee节点上，其端点编号固定为0。
AF应用框架是应用层与APS层的接口。
它负责发送和接收数据，并为接收到的数据寻找相应的目的端点。
2.2 Zigbee网络结构在ZigBee网络中存在三种逻辑设备类型：Coordinator(协调器)，Router(路由器)和End-Device(终端设备)。