基于zigbee的智能家居的设计与实现

目录1摘要...............................................................................................................................................12概述...............................................................................................................................................22.1目的背景及意义................................................................................................................23需求分析........................................................................................................................................33.1物联网智能家居现状分析................................................................................................33.1.1国内外发展现状......................................................................................................33.2物联网智能家居产业特点................................................................................................44系统总体设计................................................................................................................................54.1智能家居的界面设计........................................................................................................55系统的技术路线............................................................................................................................75.1标准化现状.................................................................................................................76结论...............................................................................................................................................86.1总结....................................................................................................................................86.1.1物联网智能家居发展建议......................................................................................86.2结果及分析........................................................................................................................86.3心得体会............................................................................................................................97参考文献......................................................................................................................................10基于ZigBee的智能家居的设计与实现11摘要在科学技术飞速发展的现实生活中，智能化技术已普及应用到人们生活的方方面面。特别是近年来智能化电子产品更新越来越快，随着人们受教育的意向以及能力越来越强，人们对生活质量的要求也越来越高了。同时，经济发展带来了生活的方便，人们思想的进步，我们的生活节奏也是变得非常的紧张，在经过了一天的努力工作、刻苦学习或严酷的锻炼之后，身体肯定也会变的非常劳累，这时候我们最需要的就是一个可以去尽情的放松和休息的私人空间，像家这种私人场所当然也就成了我们放松和休息的最佳首选，所以智能家居的研究和开发是非常必要的。说到智能化肯定就会用到高科技，而智能家居就是把高科技运用到我们的现实生活中，用到我们的家庭中，来给我们的日常生活增添色彩和提供便利。智能家居是在家庭产品自动化，智能化的基础上，通过网络按拟人化的要求而实现的。智能家居可以定义一个过程或者一个系统，利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术、将与家居生活相关的各种子系统有机的介合在一起。与普通家居相比，由原来的被动静止结构变为具有能动性的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流顺畅。基于ZigBee的智能家居的设计与实现22概述2.1目的背景及意义智能家居概念的起源很早：20世纪80年代初，随着大量采用电子技术的家用电器的出现，家庭住宅电子化开始慢慢实现，80年代中期，将家用电器、通信设备与安全防范设备各自独立的功能综合为一体，又形成了家庭住宅自动化概念，至80年代末，由于通信与信息技术的发展，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，这在美国被称为SmartHome，也就是现在智能家居的原型。智能家居在维基百科中定义如下：以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、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。进入21世纪后，智能家居的发展更是多样化，技术实现方式也更加丰富。总体而言，智能家居发展大致经历了4代。第一代主要是基于同轴线、两芯线进行家庭组网，实现灯光、窗帘控制和少量安防等功能。第二代主要基于RS-485线、部分基于IP技术进行组网，实现可视对讲、安防等功能。第三代实现了家庭智能控制的集中化，控制主机产生，业务包括安防、控制、计量等业务。第四代基于全IP技术，末端设备基于zigbee等技术，智能家居业务提供采用“云”技术，并可根据用户需求实现定制化、个性化。目前智能家居大多属于第三代产品，而美国已经对第四代智能家居进行了初步的探索，并已有相应产品。近年来，物联网成为全球关注的热点领域，被认为是继互联网之后最重大的科技创新。物联网通过射频识别（RFID）、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。物联网的发展也为智能家居引入了新的概念及发展空间，智能家居可以被看作是物联网的一种重要应用。基于物联网的智能家居，表现为利用信息传感设备（同居住环境中的各种物品松耦合或紧耦合）将家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，并与互联网连接起来，进行监控、管理信息交换和通讯，实现家居智能化。其包括：智能家居（中央）控制管理系统、终端（家居传感器终端、控制器）、家庭网络、外联网络、信息中心等。基于ZigBee的智能家居的设计与实现33需求分析3.1物联网智能家居现状分析3.1.1国内外发展现状自1984年世界上第一幢智能家居建筑在美国建成以来，欧美和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居的方案。智能家居在美国、日本、德国、法国、韩国的广泛应用，为世界范围内智能家居产业标准制定和业务模型探索起到了至关重要的作用。自1998年微软提出“维纳斯计划”之后，相关行业都在积极推动这个产业的发展。但是从严格意义上来说，目前仍处于初级启动阶段。图1～3分别为2005～2009年国外智能家居产能产量统计、国外智能家居产品消费统计以及国外智能家居主要消费领域统计。美国智能家居以数字家庭和数字技术改造为契机，偏重于豪华感，追求舒适和享受，但其能源消耗很大，不符合现阶段世界范围内低碳、环保和开源节流的理念。日本的智能家居是开发、设计、施工规模化与集团化，以人为本，注重功能，兼顾未来发展与环境保护，大量采用新材料、新技术，充分利用信息、网络、控制与人工智能技术，实现住宅技术现代化。德国的智能家居追求专项功能的开发，注重基本的功能性。韩国政府对智能小区和智能家居采取多项政策扶持，规定在汉城等大城市的新建小区必须具有智能家居系统，目前韩国全国80%以上的新建项目采用智能家居系统，产生了像三星、LG等知名的智能家居品牌。中国智能化住宅的发展，在经历了近10年的探索阶段之后，建筑面积目前已达到400亿平方米，预计到2020年还将新增300亿平方米。2010年中国的智能建筑将会达到9000幢。全国智能化住宅小区的建设数量，未来十年将达到上万个。中国智能家居产业中北京、上海、深圳发展相对超前：深圳的智能家居在布线方面做得比较好，前瞻性较强，考虑电源、空调、电话、电视、网络等方面较周全，预埋智能布线的观念比较超前；北京的智能家居在考虑功能和地方风格方面做得比较好；上海浦东新城区的城区规划和小区布置更符合上海这样一个商业化大都市的需求。青岛海尔和霍尼韦尔的示范应用值得借鉴。青岛东城国际作为U-home智能家居示范项目，曾在2008年底让前1000户业主享受到了U-home智能系统带来的便利与舒适。基于ZigBee的智能家居的设计与实现43.2物联网智能家居产业特点总的来说，我国物联网智能家居产业有如下特点：（1）需求旺盛随着国家经济的发展和人民生活水平的提高，物联网智能家居的应用需求日益增强。虽说智能家居在国内已发展10年多，但仍然面临着传统解决方案性能单一、价格高、难以规模推广的发展“瓶颈“。不过随着物联网的发展，智能家居行业将迎来新机遇。（2）产业链长智能家居涉及土建装修、通信网络、信息系统集成、传感器件、家电、医疗、自动控制等多个领域。（3）渗透性广由于智能家居涉及的业务渗透到生活的方方面面，因此其产业链长，导致行业的渗透性强。（4）带动性强能够带动建筑、制造业、信息技术的诸多领域发展。基于ZigBee的智能家居的设计与实现54系统总体设计4.1智能家居的界面设计基于网络的管理平台采用B/S（Browser/Server）结构，客户端只需装有Web浏览器即可，服务器端连接客户端和数据服务器，负责处理来自浏览器用户的请求。数据库服务器保存系统数据，实现数据的定义、维护、访问、更新及管理，并响应服务器的请求采用SQLSERVER2005，利用ADO.NE