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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

近几年，在物联网蓬勃发展的大潮下，智能家居作为物联网的重要组成部分也被人们接触和认可。人们对家居生活的要求日益提高，对家居的方便性、舒适性和安全性越来越关注。智能家居让人们能有一个良好的家居生活体验：不用在寒冬下床关灯；随时了解并调节室内温度和空气质量；如果出现煤气泄漏、非法入侵等安全隐患会自动报警以及扫地机人等智能家居设备，极大提升人们的生活质量。

过去的家居系统多采用了有线连接，其中也有一部分采用了wifi、uwb、蓝牙等短距离无线通信技术。有线通信虽然成熟，但是系统的成本、维护和扩展升级等方面都受到了限制，不适合在家居中使用。相比于wifi、uwb、蓝牙等其他无线通信技术，zigbee以其自组网、自管理、容量大、低成本、低功耗、抗干扰等特点，特别适用于数据通信速率不高的智能家居系统，并且作为标准通信协议的zigbee技术，可以同时为各个厂商提供统一的产品技术标准，这毫无疑问是智能家居得到普及的一个较为重要的条件。

zigbee技术得到推广使用还有一个重要的原因：zigbee技术的使用可以避免数据线对传感器节点的约束，有效的避免了有线的线路损耗导致的信号传输问题，大大地提高了传感器的扩展性以及布置的灵活性，降低了使用成本，同时也大大的方便了日后的维护和升级等方面。zigbee技术使得传感器节点可以更灵活地根据需求进行最佳位置选择，进而降低了环境对它的影响，使用也就更加方便了。

2. 研究的基本内容

本智能家居系统是基于zigbee模块，可以实时监测家居环境状态，并且具有预防火灾、防御外人侵入、调节室内温度、光照强度的功能。由dht11传感器测量室内温度，gy-30传感器测量室内光照强度，mq-2传感器监测室内可燃气体，hc-sr501传感器检测是否有外人入侵；与传感器相连的zigbee终端节点将采集的家居环境信息传输给zigbee协调器，协调器通过wifi网络传输到电脑终端，用户可以实时监测家居环境状态；并且用户在电脑终端人机交互界面上发出相应的指令，通过协调器传给与家居设备相连的zigbee终端节点，驱动继电器和电机控制家居设备工作，如：室内温度过高时打开空调、室内光照强度不合适时可以打开灯关窗帘、检测到可燃气体时报警并打开喷淋、当有外人入侵时报警并关闭门禁。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

(1)利用zigbee无线通信技术实现智能家居内部组网，配置灵活，节点可以自动加入和离开，无需重新布线即可对家用设备进行控制。

4. 参考文献

[1] 李腾.基于zigbee的智能家居报警系统信息采集处理机的设计与研究[d].哈尔滨工程大学,硕士论文,2014.

[2] 赖世杰,苏小婷,孙万霞,等.中国智能家居发展状况分析[j]. 现代商贸工业, 2018, v.39(20):194-196.

[3] 邓中祚. 智能家居控制系统设计与实现[d].哈尔滨工业大学,硕士论文,2015.