论文总字数：20796字

摘 要

在日新月异变化的社会中，科技的发展与进步为人类谋求福祉，人类对于生产生活的要求正逐步上升，千百年前人类的居住目标与现今社会是差距巨大的，但亘古不变的是人类对于求高品质，高要求的生活质量以及对于人性化居住体验的不断追求。

现今市场上很多的产品（包括电器、安防、家居）都是以有线的方式进行组网的，有的很美观但是非常的笨重不美观，有的美观但是达不到人性化需求，于是带有无线智能技术的家居优势就立马体现出来了，并且会成为将日很长一段时间内的大方向。无线技术可以省去有线的一些敷设、安装的成本，并且没有线路老化以及火灾安全隐患，灵活度也大大地提升了。而目前，在相对短距离的无线传输技术中，ZigBee的低功耗，低成本和强大的联网功能使其成为智能家居，智能安全性等最适合的无线联网系统之一。实现WiFi-GPRS-Internet的客户端与网关的联通，利用德州仪器推出的Z-Stack协议栈实现家庭内部短距离内无线传感器的网络互连。

ZigBee（紫蜂）来自于蜜蜂的舞蹈：Zig是蜜蜂抖动翅膀发出的声音，Bee就是蜜蜂。其实就是一种低速的短距离传输的协议，采用IEEE 802.15.4标准。本篇论文主要介绍了ZigBee的概念、设备、网络拓扑、以及ZigBee系统规范，硬件方面使用了德州仪器的CC2530芯片，最后通过IAR集成开发环境来编写程序。

对于智能家居的设计方案，本文针对现实生活中的智能家居需求，利用协议栈Z-Stack进行程序设计，并且，针对各个传感器的原理、软件、硬件的安装进行详细研究并且调试，将终端采集到的信号和数据上传到协调器，最终再液晶屏和上位机上显示数据。

ZigBee的出现使得智能家居能够有质的飞跃，对于未来安全、健康、舒适、便捷的生活提供了新的技术和极高的性价比。

关键词：ZigBee;Z-Stack;CC2530;智能家居

Abstract

In a fast-changing society, the development and inventions of science and high-tech are for the well-being of mankind. The requirements of human beings for production and life are gradually rising. The living goal of humans thousands of years ago is very different from today's society, but it is humans that have never changed for the pursuit of high quality, high quality of life and the constant pursuit of humanized living experience.

Many products on the market today (including electrical appliances, security, and home appliances) are wired in a wired manner. Some are beautiful but very bulky and unattractive, and some are beautiful but do not meet human requirements. Therefore, wireless technology The advantages of home intelligence will be instantly reflected, and will become a major trend for a long time in the future. Wireless technology can save some of the cost of wire laying and installation, and there is no line aging and fire safety risks, and the flexibility has also been greatly improved. At present, in the relatively short-range wireless transmission technology, ZigBee's low power consumption, low cost, and strong networking capabilities make it one of the most suitable wireless networking systems for smart homes, smart security, etc. Realize the connection between the client and gateway of WiFi-GPRS-Internet, and use the Z-Stack protocol stack launched by Texas Instruments to realize the network interconnection of wireless sensors within a short distance within the home.

ZigBee is a relatively low-speed short-distancing transmission protocol which used the IEEE 802.15.4 standard. Firstly,this article studies the special characteristics of ZigBee and what ZigBee could do in our daily life, the specifications of some devices, topology types, and protocols of ZigBee. The hardware uses CC2530 chip, which is designed and compiled through the IAR integrated development environment.

For the design scheme of smart home, this article aims at the smart home needs in real life, uses the protocol stack Z-Stack for program design, and conducts detailed research and debugging for the principle, software, and hardware installation of each sensor, and collects the terminal. The signals and data are uploaded to the coordinator, and finally the data is displayed on the LCD screen and the host computer.

The emergence of ZigBee enables a qualitative leap in home intelligence, and provides new technologies and extremely high cost performance for future safe, healthy, comfortable and convenient life.

Keywords：ZigBee，Z-Stack，CC2530，Smart Home

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2智能家居的发展以及现状 1

1.3智能家居的组网 2

1.4 本次论文结构概述 3

第二章 ZigBee技术 5

2.1 ZigBee技术 5

2.2 ZigBee和IEEE 802.15.4 5

2.3 ZigBee无线网络信道 6

2.4 ZigBee的网络拓扑模型 7

2.5 ZigBee协议栈 8

第三章 硬件与软件 10

3.1 CC2530硬件资源 10

3.2 CC2530软件编程 16

3.3 硬件连接以及实验 23

3.4实验小结 27

第四章 总结与展望 29

4.1毕业设计总结 29

4.2智能家居前景展望 30

参考文献 32

致谢 34

第一章 绪论

1.1研究背景

社会像轮子一样向前迈进，正如我们的技术不断改进和创新，就如同枝叶一般，向阳而生，随着人类的向往和憧憬，负重前行。人们愈发地关注生活的便利性、智能性、舒适性，智能化的家居以及安防系统于是横空出世。建筑电气与智能化，是指在家庭中的那些建筑利用到了自动化的技术，也可以叫做智慧家庭（smart home），它指的是使用自动化技术的房屋中的建筑物。智能家居系统可以控制灯光，窗户，温度和湿度，视听设备和家用电器以及智能安全系统，例如访问控制或警报权限。当组网后，智能的家居、建筑设备将会变成智能网络中不可或缺的一份子。

物联网的应用越来越广泛，国内很多厂商如华为、小米、Yeelight易来智能照明等，都使用了物联网的概念，设备与设备之间进行组网，设备与上位机使用蓝牙或WiFi连接，构成一个独立、小型的家庭网。让人们感受到智能家居的乐趣和便捷。智能设备的联动将在很长的一段时间内，会占据引领地位，我国的智能设备公司也将在世界占有一席之地。

1.2智能家居的发展以及现状

其实智能家居很早以前就已经映入了人们眼帘，但真正的出现还得追溯到1841美国联合科技公司的智能型建筑，但是18世纪到现在为止，中间经历很多，包括80年代中期的家电与通讯结合，安防与通讯结合等阶段，以及比尔盖茨的智能豪宅，这些都没有做到让消费者真正接纳智能家居。原因只有两个：1不智能2价格高昂。但是眼光远大的谷歌公司收购了Nest后，智能家居才真正开始进入萌芽期。随着民族企业华为的逐渐壮大，加上5G的前景无限好，万物联动这一目标也离我们不再远了。人们也更加愿意接纳这一事务，如现在市面上火热的小爱同学、天猫精灵等智能设备，实际上硬件层面就是属于协调器，当然自己也可以是一个音响终端；

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