基于Zigbee 的智能家居系统设计电子信息工程专业 开题报告.doc

开题报告 论文（设计）题目 基于Zigbee 的智能家居系统设计 选题的目的和意义： 由于技术革新、经济发展，人们对生活质量提出了越来越高的要求，各种人性化、智能化的家居产品被不断推出，智能家居系统能够给人提供更加轻松、有序、高效的现代化生活，是未来居住模式的必然发展趋势。因此，智能家居系统逐渐成为一个新兴的研究领域。目前市场上的智能家居产品多为有线组网，其在布线美观性和灵活扩展性方面都达不到要求。短距离无线通信技术ZigBee具有功耗低、成本低、组网容量大等优点，将ZigBee无线通信技术应用于智能家居中，与传统家居系统相比，具有免布线，维护方便，运行费用低，实时在线监控，对家居内部各种数据进行无线采集和传输等特点。本设计能够实现家居环境内数据的传输以及远程监控，具有简便易行、低耗高效的特点，对智能家居的普及和推广有一定的作用。 文献综述（国内外研究现状、研究方向、进展情况、存在问题等，并列出所查阅的主要国内外参考文献，要求3000字以上）： 一、本课题的背景和意义   智能家居系统是指利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，通过统筹的管理，使得居家生活变得更加舒适、安全。智能家居提供了全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部时刻保持着信息的交流，优化了人们的生活方式，增强了家居生活的安全性，以及可以节约各种能源费用资金。  智能家居又称为智能住宅， 在国外常用Smart Home 表示。与智能家居含义相似的有家庭自动化（Home Automation）、电子家庭（Electronic Home、E-home）、数字家园（Digital Family）、家庭网络（Home Net/Networks for Home）、网络家居（NetworkHome）、智能家庭/建筑（Intelligent Home/Buigylding）等。 二、国内外智能家居发展概况  1.国外智能家居发展概况  智能家居使用的是计算机技术、嵌入式系统和网络通讯技术，将家庭生活中的各种设备（如照明系统、环境控制、安防系统、网络家电）通过家庭网络连接到一起。国外智能家居发展得从1984年美国康乃迪克州哈特佛市首创的智能建筑说起，至此以后，一些大大小小的科技比较发达先进的国家也陆陆续续加入到智能家居的这个行列当中，并且诸如美国、瑞典、新加坡、英国等国的智能家居发展较好。在新加坡国家他们的系统已近相当完善，详细的说它能实现电表、水表、燃气表抄送，自动报警，可视通话、网络监控，电气智能化控制，智能接线盒宽带网络接入和系统软件配置等，智能家居控制系统、智能家居家电系统、智能家居舒适系统、智能家居娱乐系统、智能家居节能系统等等应有具有。在日本，除了室内的家庭已经实现自动化网络，但同时也实现了自动门的生物特征识别系统，这个系统设计比较人性化，即使我们双手提有东西不方便腾出手但只要门口的摄像机确认个人身份之后，门在设定的的短时间内就能打开。另外，家居智能化还使用了医学相关设计，便于人随时关注个人健康情况，在卫生间的便器垫圈上我们插有血压计，还有在便器内很巧妙的设计了血糖检测装置，在厕所内洗手池前我们也可以安装体重仪，这些系统仪器不需要太多额外的操作，完全实现方便实用，这些仪器测试结果都能在一个显示器上显示，当然得到的数据也都是能保存的，不得不说智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、网络通讯、讯息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。 2.国内智能家居发展概况  智能家居系统在国内的研究起步较晚，但也创造了很多不同的标准，下面是代表目前一些智能家居系统：   （1）科龙集团开发的“智能家居系统网络”，由科龙集团开发的“智能家居系统网络”，由家庭网关，电表控制器，安全控制，家电控制器，光总线控制器和家庭组成。通过远程互联网，可以远程控制家里的设备；您也可以用电视机的遥控器来控制开关灯，在不同的季节，空调，冰箱及其控制方法也将随着时间的变化发生变化以及其他自适应特性。   （2）海信智能家居控制系统：曾经提出智能家居享你所想的口号，它们将所有家用电器，像灯光、窗帘、空调、电视等等，都可以通过手机或是平板电脑来操作，完全智能化。在德国消费电子展（IFA）上，海信以智能家居的理念，携旗下智能电视、冰箱、空调等产品亮相，海信展台以智能家居理念搭建，智能电视、智能冰箱等家电产品组成了家庭的智能控制系统。其中SMART TV作为智能家居的最重要组成部分，不仅体现出了智能电视在影音娱乐方面的应用，更重要的是其智能互动部分的应用更为广泛。  （3）清华同方e家数字家庭：这是一个以家庭为基础的技术和楼宇自动化技术，清华同方与相关联网络，计算机，软件技术，为中国家庭和社区提供了全方位的数字服务产品。e家数字家庭包括三个层次，家庭自动化，智能化小区，社区信息，其目的是为了使人们的生活和工作网络化。  （4）“卓越3000”家用电器智能控制：方正“卓越3000”可以包括电视机，录像机，VCD，摄像机，空调和其它家用电器，包括所有的控制电路，智能集中管理，提高了家电的效率，使其联系在一起，并家庭的有效利用成为用户的“家电主管”。  从消费者的角度来看， 智能家居厂家应该以贴近客户实际需求为导向，以提高系统稳定性为第一追求，为住户提供高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。实现智能化还需在家电自动化的基础上实现家居网络化，通过芯片对各种记录、判别、控制、反馈等过程进行处理，并将这些过程在一个网络平台实现集成，能按人们的需求实现远程自动控制。因此，标准版的智能家居只需一个遥控器便可实现所有自动化功能。智能化服务于人们的居家生活，体现了目前最高和最新科技的水平，更全面、更富有人性化。未来的家庭将充满了各种数字设备连接的无线技术，让每个家庭拥有必要的设备，设备可以在互联网上使用无线技术，形成自己独立的网络，然后通过遥控器连接到电脑在互联网上，在家里，真正实现家电信息化、网络化。  三、智能家居系统设计需要解决的问题  从宏观上来讲，事物的每个发展阶段都是当时从业人员认识水平、技术水平、市场认知、原材料成本等几个原因共同作用的结果。每个阶段都会局限于当时的技术水平、市场接受程度等，都会有其无法突破的瓶颈和困难。即便智能家居系统在中国已发展20多年，且经过这么多年的发展，产品、技术已日趋成熟、稳定，但每项技术并不一定都完美无瑕。只要产品或技术处于高速发展中，它必然需要不断地去解决一些技术上或者产品上的问题。智能家居产品未来会还向节能环保，舒适度方面发展。比如冬暖夏凉型建筑，不用空调，由建筑自身的功能去调节温度。而智能家居必须结合这些建筑上的功能去发展，从这个方面来说，必然会推动智能家居的适应性发展。  对与现阶段的智能家居来说，没有专用的对讲或智能家居数字处理芯片，无论是技术层面还是集成层面，都只是有所关联。如果能够很好的解决，未来数字对讲将会取得更好的应用。而随着中国城镇化趋势的加剧，大型小区会越来越多，人们对安保的重视程度也会日益加强，将来小区的多个安防子系统在技术上必然会走向综合化、集成化。除此之外，厂家需理性地为各类应用设计解决方案，校正一些过往的虚假概念。只有设计实用性强，性价比高，能适应拓展未来新技术的系统，才能更好地为用户服务。  除此之外，各家产品的兼容性也是一个急需解决的问题。目前各厂家的产品均采用自家的协议，无法很好地做到兼容，而不同品牌的可视对讲和智能家居系统如何互连互通也将是今后需突破的难点。 1、郑权;基于ZigBee的智能家居系统的设计[D];东北石油大学;2010年 2、秦茂盛;基于ZigBee的智能家居系统设计[D];太原理工大学;2011年 3、马跃其;基于ZigBee无线通信技术的智能家居系统[D];河南理工大学;2010年 4、冯宾;基于ZigBee无线网络技术的现代温室环境检测系统研究[D];安徽农业大学;2010年 5、沈淀;基于zigbee技术和android系统的智能家居系统设计[D];武汉理工大学;2011年 6、万槟;智能家居系统的ZigBee无线网络方案的设计与实现[D];重庆大学;2010年 7、黄磊;基于IEEE 802.15.4/ZigBee技术的智能家居方案研究[D];武汉科技大学;2009年 8、汪东生;基于BACnet的智能家居系统无线网关研究与设计[D];武汉理工大学;2008年 9、陈强;基于ZigBee技术的智能家居系统的研究[D];武汉纺织大学;2010年 山西大学本科毕业论文（设计）开题报告 主要研究内容： 1.  研究分析智能家居的现状，设计基于ZigBee的智能家居控制系统；  2.  掌握ZigBee芯片CC2530的基本结构和工作原理；  3.  学习ZigBee通信协议，掌握它的要通信标准；  4．研究ZigBee & Wi-Fi网关, 实现了跨网间的数据同步；  5. 分析系统需要的传感器、控制器以及相关硬件并完成相关硬件搭建。  6. 编写程序并进行相关测试。 创新之处（如无可不填）： 山西大学本科毕业论文（设计）开题报告 研究路线、方法、措施及实践方案或实验设计： 1. 分析当代智能家居的现状以及市面上成熟的产品，尝试分析这些产品的功能是用什么方式来实现的。初步确定设计的思路以及需要实现的功能，从而选择合理可行的设计方式来实现的智能家居控制系统的设计。  2. 分析ZigBee在当代智能家居中的实际应用，参考相关文献，进一步细化设计的思路，同时确定下来各个子系统需要实现的具体功能以及用什么方式来实现，从而确定基于ZigBee的智能家居控制系统的设计思路。  3. 选择合适的ZigBee芯片，进行相关的学习实验，了解ZigBee的开发平台、通信标准、技术特点、协议框架等。选择相关的传感器及相应的被控器件。  4. 初步完成ZigBee部分的相关设计，包括硬件电路的设计，程序的编写，从而实现基于ZigBee的智能家居控制系统的基本功能。  5. 实现基本功能后，着手解决ZigBee & Wi-Fi网关的设计，分析相关协议，查阅相关资料，以实现跨网间的数据同步，并且尽最大可能设计手机客户端，从而可以利用手机来控制的基于ZigBee的智能家居系统。  指导教师意见： 签字： 年 月 日 学院意见： 签字： 年 月 日