基于无线传感器网络的智能家居系统设计与实现

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1、、＇Ｉ，…ｆＩ爲聲械换处到硕：ｔ学位论文胃鑛Ｉ基于无线传感器网络的智能家居系统设计与实现魏青梅作者姓名学校导师姓名、职赖包军欄教授企业导师姓名、职琼李宏側觀巧请学位类别工想硕主西安电子料技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学巧严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢＾＞中所罗列的内容＾＾外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究

2、成果；也不包含一为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同事对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处一，本人承担切法律责任。：口期：知本人签名鱗為。巧西安电子种技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阔、借阅论文；学校可Ｗ公布论文的全部或

3、部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，结合学位论文研究成果。同时本人保证完成的论文、发明专利等成果。，奢名单位为西电安子科技大学。保论文年解后适用密的学位在＿密本授权书＿装本人签名：Ｉ始导签名：师义巧＞义叫：尖）ＩＳ扣；日期日期学校代码10701学号1086960189分类号TN82密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于无线传感器网络的智能家居系统设计与实现作者姓名：魏青梅领域：集成电路工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：包军林副教授企业导

4、师姓名、职称：李宏伟副教授学院：微电子学院提交日期：2015年9月DesignandImplementofSmartHomeSystemBasedonWirelessSensorNetworkAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinEngineeringinMasterinIntegratedCircuitEngineeringByWeiQingmeiSup

5、ervisor:BaoJunlinAssociateProfessorLiHongweiAssociateProfessorSeptember2015September2015摘要摘要科学技术的不断进步和生活水平的不断提高，让人们对居住环境的要求不断升级。人们希望居住的环境不再仅仅能提供物理上的休息空间，还能够具备舒适和便捷的特性，因此智能家居系统在近年来得到了越来越多的发展。智能家居是一个兼备建筑、网络、通信、自动化，集管理和服务为一体的高效舒适、安全环保的居住环境，能够根据不同用户的需求提供个性化

6、的生活空间。由于无线传感器网络具有扩展能力强、通信能力强、自组织能力强等优点，基于无线传感器网络的智能家居系统成为了现在智能家居领域的主要发展方向，因此本文开展了基于无线传感器网络的智能家居系统的设计与实现。论文分析了智能家居的基本结构和主要功能，研究了无线传感器网络的基本原理和主要特点，设计实现了基于ZigBee协议的无线传感器网络智能家居系统，并通过研究对无线传感器网络路由协议的改善优化了智能家居系统的网络性能。在此基础上，完成了智能家居系统的软硬件设计，实现了智能家居系统的开发，论文的主要工作包

7、括以下几个方面：1.针对智能家居系统的需求和无线传感器网络的应用范围广，适应能力强的特点，深入研究了实现低工作能耗、长生命周期的智能家居网络需要重点解决的问题，基于ZigBee协议构建了无线传感器网络智能家居系统。2.分析了不同的无线传感器网络路由协议的功能、特点和使用范围，将基于地理信息位置的能效路由协议引入到本文设计的智能家居系统中，采用信息反馈机制和节点交替使用的方法改进了路由空洞问题的解决方法，仿真结果表明本方法可提高能效路由协议的节能性，在相同的仿真条件下，采用改进算法后，节点的平均能耗要比

8、采用未改进算法降低约10%，第一个节点的死亡时间较未改进算法延长了约42%。3.完成了智能家居系统的软硬件设计。设计了主控制器的电源、时钟、串口等部分电路，以及传感器节点的电源、时钟电路、开关控制器等部分电路，并针对无线传感器网络智能家居系统的应用要求，完成了应用软件的编写。4.完成了系统测试。分别开展了系统的组网测试、无线通信功能测试和系统整体功能测试，验证了系统的组网能力，极限通信能力和系统对不同传感器节点的控制能力以及系统的数据采集和处理能力。各项