1、江蘇信息職業技術學院課程設計（論文）_目錄第 1 章緒 論 .21.1課題背景與研究意義 .21.2智能家居安防系統的國內外發展現狀.31.2.1國外的發展現狀 .31.2.2國內的發展現狀 .41.2.3家居安防的發展趨勢 .41.3設計的主要內容 .5第 2 章智能家居系統總體設計方案 .62.1傳統家居安防系統的缺點 .62.2系統設計需要考慮的因素 .72.3幾種常用的短距離無線通信技術及其比較.72.3.1紅外技術 .72.3.2家庭無線電射頻技術 .82.3.3藍牙技術 .82.3.4超寬帶無線通信技術 .92.3.5ZigBee 技術 .92.4系統總設計方案 .102.5家庭網

2、絡的拓撲結構 .11第 3 章ZigBee 網絡節點與通信程序的設計 .133.1ZigBee 網絡節點的結構 .133.2ZigBee 網絡節點的硬件設計 .143.2.1硬件的選型 .141.CO 氣體傳感器 MQ-7 型.163.2.2微處理器與射頻芯片的連接 .233.2.3微控制器與傳感器的連接 .243.3ZigBee 網絡節點的軟件設計 .243.3.1協調器節點的軟件設計 .243.3.2傳感器模塊的軟件設計 .253.4家庭無線網絡的通信程序設計 .263.4.1PHY和 MAC層功能分析 .26第 4 章 主控系統的設計與實現 .284.1主控系統的結構 .284.2嵌入式

3、開發平臺的建立和系統移植.284.2.1開發平臺的建立 .294.2.2Linux 內核的移植 .294.3視頻采集的設計與實現 .294.3.1Video4Linux 編程 .304.3.2圖像采集程序的流程圖 .304.4GPRS功能模塊的設計 .304.5設計總效果圖 .32結 論 .33_第1頁共35頁江蘇信息職業技術學院課程設計（論文）_參考文獻34致 謝35第1章緒論1.1 課題背景與研究意義隨著國民經濟的不斷發展， 人民生活水平在不斷地提高； 科學的發展和技術的進步，也讓人民的生活觀念發生了前所未有的變化。在如今這樣一個電子化、信息化高速發展的時代， 層出不窮的現代高科技產品，

4、逐步走進了千家萬戶， 給人們帶來了在過去的時代無法想象的便利。 但是，在高科技產品不斷地應用在不計其數的家庭中的同時， 隨之而來的是， 各種不安全因素也伴隨著這些高科技產品進入了這些家庭， 比如熱水器，煤氣灶等的使用以及其它一些大功率電器的使用，都會使得火災、觸電、煤氣泄漏導致中毒，甚至爆炸的發生成為可能；同時由于各個城市和地區的一些不法分子的存在， 導致各種各樣的違法的和犯罪的行為都會經常發生， 比如歹徒作案行兇、 居民區附近或者鬧市區搶劫、 入室盜竊等等，這些都給人們的正常生活造成了嚴重干擾。 現如今，人們需要的不僅僅是生活便利的住宅， 更需要的是一個能夠給人安全感的生活空間。 因此，在現

5、代化的智能小區和家庭中， 家庭安防監控系統作為其重要組成部分， 其研究意義就不言而喻了。在家庭和小區的內部引入智能化的安防系統， 可以讓人們的生命和財產的安全得到更可靠的保障。一般的家居安防系統主要由安全對講系統、 防盜報警系統、防火災報警系統和防煤氣泄漏報警系統等組成， 它可以作為一種可靠且有效的方式讓普通小區能夠避免外界侵入和自然因素引起的災害。這些年隨著微電子技術、計算機技術、無線通信技術、網絡技術和控制技術等的發展，為智能小區和家居安防系統的發展提供了很好的技術基礎， 其功能也變愈加豐富和完善， 因此必須確保它的穩定性和可靠性， 且其應該具有易操作性。 穩定性和可靠性是指有_第2頁共3

6、5頁江蘇信息職業技術學院課程設計（論文）_異常情況發生的時候， 一定能夠產生報警， 而沒有異常情況發生的時候， 也不會產生誤報。系統具有易操作性是指用戶可以簡單、 快捷和方便地對家庭內部的一些存在重要安全隱患的關鍵點做相應的撤銷、布置和防范等具體操作。此外，智能家居安防系統適合我國國情 ，符合我國“未富先老”的社會特點。我國人口老齡化是在經濟還不夠發達、物質條件尚不充裕的情況下到來的，因此，單靠政府的力量來發展養老福利事業是不現實的。 智能家居系統的老人看護系統與機構養老服務相比，具有方便，現代化，智能，更加快速等優點。適應我國老年人的生活習慣和心理特征。 受中華民族傳統的家庭倫理觀念影響，

7、我國大多數老年人不愿離開自己的家庭和社區， 到一個新的環境去養老。 智能家居安防系統采取讓老年人在自己家里和社區接受生活照料的服務形式， 適應了老年人的生活習慣，滿足了老年人的心理需求，有助于他們安度晚年。1.2 智能家居安防系統的國內外發展現狀1.2.1國外的發展現狀自從世界上真正意義上的第一幢智能建筑于 1984 年在美國誕生以后，緊接著美國、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞的一些比較發達的國家都陸續推出了各式各樣的家居安防的方案，并且在很多國家和地區都有比較普遍的應用。美國家居安防行業的一家名為 PARKS的專業咨詢機構，在對其本國的情況做了大量的統計之后， 其數據給我們提供了這樣一些具體

8、信息： 上世紀九十年代中期，該國的一個普通用戶如果安裝一套家庭式的智能化系統， 其整體的成本大約在七千至九千美元之間， 但最近幾年其成本費用已經大大地降低， 并且在今后的四到五年內，家庭智能化行業的市場增長率，平均每年將可達到百分之八左右。由于家居安防的良好前景和巨大市場， 國外的多家大中型公司都已經開始著手相關的準備工作，以便在搶占家居安防市場的時候能夠領先。在如今這樣一個互聯網經濟日益繁榮的時代， 小區和家庭智能化的安防建設已經受到越來越多的重視， 國外有很多家企業已經在該行業里站得一席之地， 比如微軟公司投資了一家 Itran 公司，該公司是專門做家居安防和家庭智能化方面的研發。IBM

9、公司則選擇與建筑開發商合作，為用戶提供帶有安防系統的智能化住宅解決方案，為眾多小區和家庭提供全面的小區和家庭的安全防護和信息服_第3頁共35頁江蘇信息職業技術學院課程設計（論文）_務?，F在，國外的家居安防行業已經處在一個飛速發展的時期。1.2.2國內的發展現狀通過多年的大力概念推廣、 普及和發展，智能家居在國內已經逐步為人們所認可并且接受。 從上世紀的九八年智能家居這一新的概念在國內被推出開始， 同時也經過媒體的大力宣傳和熱炒， 大家已經對其有了一定程度的認識， 但一直沒有相關的真正適合國內市場的產品， 所以其實際的應用并沒有得到有效的推廣和普及，出乎意料的是作為智能家居的核心組成部分的家居安

10、防以及小區安防倒是得到了快速的發展，并且是通過在智能防范小區中嵌入智能防范家居的技術表現形式，而受到國內市場的普遍青睞， 并且其在市場上也表現出相當的市場競爭力。目前，家居安防系統已經成為民居設施建設中的一項極其受歡迎的產品， 它也越來越多地被應用于各種各樣的家庭和小區了。 而且，這些安防系統的使用讓人們真正地體驗到生活在時代最前端的快樂與便捷。1.2.3家居安防的發展趨勢家居安防行業在近兩年已經得到了飛速的發展， 越來越多的智能住宅和智能小區等都是在這種形勢下形成的。 現在家居安防系統開始得到了眾多開發商和消費者的青睞，而可接入因特網的基于嵌入式技術和無線傳感網絡的家居安防系統已經成為未來的

11、家居安防系統發展的一大趨勢， 因為它不僅提供統一的標準化接口以及基于無線的網絡連接機制， 而且還可以實現專門應用于嵌入式設備的網絡協議，這樣系統就不必再依賴于傳統的 PC機，從而使得家居安防行業進入了嵌入式時代。到目前為止，已經陸續出現了各種不同的用于家庭設備互連的無線通信協議標準，這些標準促使家居安防行業控制系統朝著網絡無線化的方向發展，并且其接口也朝著國際統一的標準化方向發展，通過無線的方式實現設備的相互連接，不僅給人們的生活帶來了更多的方便， 也讓系統具備了良好的移動性能， 而遵循國際統一標準的的無線通信接口， 也使得眾多廠家的產品能夠相互兼容； 現在各種不同的無線通信技術正迅猛發展，從

12、先前的廣域網到后來的基于 IEEE802.11 系列的無線局域網、基于藍牙的無線個域網、再到后來的基于 ZigBee 的低速無線個域網等，這些新型無線通信技術的陸續出現， 也給家居安防系統的設計帶來了一種有別于傳統家居安防系統設計的新理念， 將家庭內部的家用電器、 各種傳_第4頁共35頁江蘇信息職業技術學院課程設計（論文）_感器以及各式各樣的數字設備進行無線方式的互聯， 將會在不遠的將來成為活生生的現實；而嵌入式技術的出現，使得未來家居安防的發展徹底擺脫了對傳統PC機的依賴，生產廠家將能夠以更低的成本來開發家居安防系統的主控系統部分，并且其各種設備和主控系統都能夠在功耗極低的狀態下運行， 這使

13、得整個系統的運行成本得到有效的降低。無線家居安防控制系統也能夠讓以前的有線系統得到大幅度的拓展， 讓整個系統的設計更加具有靈活性， 讓人們能夠生活在真正無線的方便且舒適的家庭環境中。基于上述各種原因，本課題采用 ZigBee 技術實現家庭內部網絡拓撲的無線家居安防系統的設計方案， 該方案不僅克服了傳統家庭網絡采用有線的方式進行布線組網的困難，而且系統安裝簡單，性能穩定可靠，維護方便。1.3 設計的主要內容本論文通過對當前智能家居安防中的控制技術和網絡互聯技術的發展進行了深入地研究和分析， 并對比了當前發展較快的各種短距離無線通信技術的標準及其性能特點，在深入分析了Zigbee 技術之后，提出了

14、一個能夠讓室內生活環境更為便利的基于短距離無線通信技術的家居安防控制網絡方案，然后結合無線傳感器網絡和嵌入式技術各自的優點，實現了一個讓用戶能夠通過遠程終端對自己家庭狀況實施遠程監控的智能化的家居安防系統。_第5頁共35頁江蘇信息職業技術學院課程設計（論文）_第 2 章 智能家居系統總體設計方案家居安防系統可以看作為一個由各種傳感器和設備實現互連的控制網絡，互連是實現數據通信的基礎， 控制是家庭智能化的關鍵所在，所以先從兩個方面對傳統家居安防系統的特點和不足進行了闡述，然后對與本設計方案相關的網絡通信和控制等技術進行了比較和分析，最后提出了系統的整體設計方案。2.1 傳統家居安防系統的缺點傳統

15、的家居安防系統的控制網絡都是基于有線的方式實現互聯的，如 CAN 總線、CEBus、LonWorks、X-10、以太網等。在這些技術中， X-10 與其它技術相比，其應用最為廣泛，因為其成本低廉并且部分用戶可自行安裝； CEBus 技術雖然各方面的性能都比 X-10 好，但因其價格昂貴而使得其應用受到限制；而LonWorks主要用于工商業界，而且還需要專門的技術人員進行安裝。 CANBus 用于自動化工業控制， 技術發展比較成熟。 以太網雖然是一種數據傳輸速率較高的網絡標準，但其在一般家庭的應用中， 也因為需要電纜布線而受到限制。 到目前為止，雖然已經有些發展比較不錯的技術， 在行業內也具備了

16、一定的標準型和通用性，但都還有些共同的缺點：（1）采用有線的方式組網會帶來顯而易見的麻煩：布線繁瑣，撤銷和添加設備會導致線路的重新布置， 這會影響室內環境的美觀度； 擴展系統的性能也會比較麻煩，系統的安裝和維護成本也較高，且不方便移動。（2）室內設備的信息傳輸和控制不具有國際統一的接口標準（3）家庭內部設備間的通信的編碼方式也不盡相同目前的一些家居安防系統的監控需要依賴于傳統的 PC機，這樣的話，PC 機就要一天 24 小時連續不停的工作，才能實現室內的正常監控，這將導致系統的_第6頁共35頁江蘇信息職業技術學院課程設計（論文）_升級和維護都變得很困難，并且系統的運行成本也會很高。2.2 系統

17、設計需要考慮的因素對于系統的設計，應當從技術發展的角度來考查系統方案設計的基本原則。與家庭數據通信網絡的目標不一樣，家居安防系統的網絡中的數據傳輸和控制，僅僅只是需要以成本和速率都較低的方式來實現。 雖然傳輸音視頻等數據需采用高速的通信接口來實現， 可家居安防系統的網絡采用這樣的通信技術會導致資源的浪費，所以是不必要的。 以實際應用為目的的網絡系統只需要成本低廉且安裝和使用方便的網絡。在實現家居安防系統的網絡時，則應該遵循下面幾條原則：（1）低成本：家庭安防系統的控制網絡中的控制目標一般是布置在室內的眾多傳感器終端節點， 因為節點數目較多， 所以需要采用成本較低的節點來實現組網。（2）標準化：

18、各個協調器節點、終端節點等之間會進行通信，所以標準化也是比較重要。（3）自組織：不能依賴用戶對系統做相關的繁瑣配置和管理，這就需要網絡中各個節點之間的自組織和彼此的協調。（4）可擴展性：系統不用做任何的改動，就能實現系統的升級和功能的擴展。（5）嵌入式應用： 系統采用嵌入式的方式， 是指網絡節點通過嵌入式設備，而不是 PC機，來實現與因特網的信息交互，或者通過移動通信設備的方法，如GPRS等，接入 GSM網絡實現遠程交互。這樣可以讓系統擺脫對 PC機的依賴而導致的耗電量大的毛病，可以有效地節約系統的運行成本。2.3 幾種常用的短距離無線通信技術及其比較目前，已經出現了許多種適用于不同場合的短距

19、離無線通信技術，在這里，將一些適用于本設計的相關通信技術的性能特點進行一番簡單的比較，以便挑選出最符合本系統功能需求的無線通信技術。2.3.1紅外技術上世紀九十年代初， 由二十多個大廠商發起成立了紅外數據協會，統一了紅_第7頁共35頁江蘇信息職業技術學院課程設計（論文）_外通信標準，即紅外技術，該技術一般是在 850nm光波段上實現數據的傳輸的，值得注意的是， 在傳輸紅外信號數據的時候， 發送方和接收方之間一定要是沒有任何障礙物的直線型的通信信道，但就算是它們之間沒有任何障礙物的情況下，彼此間的有效通信距離最大一般也不會超過十米， 并且通信的有效方向角度必須小于三十度。但紅外技術還是具有較高的

20、數據傳輸速率的，從最開始的 4Mbps，到現在已經能達到 16Mbps。 現在由于微軟的多種操作系統均支持紅外通信功能，特別是個人電腦對其的支持，已經使得紅外通信逐漸趨向于網絡發展了。紅外技術的工作原理很簡單、 功耗也比較小且成本低廉， 但是因其傳輸的有效距離非常短、 在點對點的傳輸方向上其偏離的角度不能太大， 所以它在很多的無線應用領域里受到了很多的限制。2.3.2家庭無線電射頻技術家庭無線電射頻無線通信協議標準是由 Proxim、西門子、摩托羅拉、康柏電腦等大型 IT 企業于上世紀末發起組建的 HomeRF工作組專門負責研發的，起初研發該技術標準的目的在于為家庭設備間的無線互聯提供一種組建

21、網絡方便、容易使用，且成本低廉的通用性標準，它結合了 IEEE802.11 與數字增強無繩電話技術等無線通信技術的部分優點， 可以有效地降低話音和數據的傳輸成本， 能夠提供 12Mbps的數據傳輸帶寬， 現在的 HomeRF2.x 標準的最高數據傳輸帶寬已經達到 10Mbps，該技術工作頻率為 2.4GHz 的 ISM 頻率段，其主要的應用領域是家庭內部的無線網絡組建。 該無線通信技術標準剛推出的時候， 便受到了廣泛的關注，并且占有很高的市場份額。本世紀初， HomeRF 的市場占有率曾一度達到百分之四十五，在家庭無線網絡互聯的市場中占據絕對的優勢地位。但是，因為 HomeRF技術標準并未公開

22、，只有數十家公司對其支持，而且其抗干擾的能力等方面與其它技術標準相比要遜色不少， 同時其后續的研發以及技術升級等方面的進度非常緩慢，在與其它的技術標準協議的市場競爭中節節敗退，逐漸失去了其技術的優勢地位， 在不久的將來有可能被無線通信技術的市場所淘汰。2.3.3藍牙技術1998 年 5 月，瑞典愛立信、芬蘭諾基亞、日本東芝、美國IBM 和 Intel公司 5 家著名廠商，在聯合拓展短距離無線通信技術的標準化活動時，提出了藍牙_第8頁共35頁江蘇信息職業技術學院課程設計（論文）_技術。隨后，一些大型的的 IT 企業微軟、摩托羅拉、 3COM、朗訊與藍牙特別興趣小組 5 家機構聯合發起并專門組建了

23、一個旨在推廣藍牙技術的組織， 其在世界無線通信領域掀起了一股新的熱潮。 藍牙技術是一種支持設備短距離通信的無線電技術，能在移動電話、 無線耳機、筆記本電腦及相關外設等眾多設備之間進行無線信息的交互。 利用該技術，能夠有效地簡化設備與設備之間以及設備與網絡之間的通信。其同樣工作在 2.4GHz的 ISM 頻段上，使用 1600 次/ 秒的擴頻調頻技術，輸出功率分為 3 種，即 1mw、10mw 和 100mw，通信距離大約在十到一百米之間，數據傳輸速率從最開始的 720kbps 發展到現在的 3Mbps；此外，其在傳輸數據信息的同時，還可以外加一路語音信號。2.3.4超寬帶無線通信技術超寬帶無線

24、通信技術可以說是一種新型的無線通信技術， 從信號帶寬的角度來看，UWB信號是指“功率在-10dB 處的相對帶寬大于百分之二十五或射頻的絕對帶寬大于 1.5GHz”的信號。 UWB技術一般工作在 3.1 10.6GHz 的頻段范圍內，工作帶寬極寬，將近 7.5GHz，超寬帶系統容量大，并且可以和目前的窄帶通信系統同時工作而互不干擾；數據傳輸速率也非常高，接近 1Gbps，其有效的通信距離約十米左右， 在工作帶寬以內， 具有極低的輸出功率， 其功率譜密度一般低于-41dbm。 由于該技術具有較寬的信號帶寬， 較高的數據傳輸速率， 而且消耗電能小、保密性好、抗干擾性能強等優點，因此而受到了行業各界的

25、普遍關注。現在，關于該技術的標準問題各界還有一些不同的意見， 主要是因為這一技術具有兩種不同的用于發射的信號調制方式， 一個是單脈沖直接序列調制發射方式，另一個是多載波調制發射方式， 其實這兩種用于信號發射的調制方式， 都各有各的優點，也各有各的缺點，所以最終這兩種不同的調制方式可能會長期并存。除此之外，基于超寬帶單脈沖直接序列調制技術的低速率數據傳輸技術正逐漸為人們所關注。2.3.5ZigBee 技術ZigBee 技術作為一種新型的短距離無線通信技術，其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據傳輸速率以及低成本，主要適用于自動控制和遠程控制領域，可嵌入各種設備中。該技術具有統一的標準，

26、它可以說是IEEE802.15.4 的代名詞，因為ZigBee 協議的 PHY層和 MAC層協議直接引用了IEEE_第9頁共35頁江蘇信息職業技術學院課程設計（論文）_802.15.4 ，而網絡層則由 ZigBee 技術聯盟制定，至于應用層，則是根據用戶本身的具體應用需求， 對其進行相應的開發， 因此該技術實際上為我們提供了更加靈活的組網方式。依據 IEEE802.15.4 標準協議的規定， ZigBee 技術標準工作在 3 個相距較大的不同頻段內， 不同頻段上的信道數目也不僅相同， 所以，該項技術標準中各個頻段所采用的調制方式和傳輸速率有所差別。 這三個頻段分別為 868MHz、915MHz

27、和 2.4GHz，其中 2.4GHz 頻段有 16 個通信信道， 數據的傳輸速率為 250kbps，是全球免費且通用的 ISM 頻段；另外兩個頻段即 915/868MHz，其分別有 10 個和 1個通信信道，數據的傳輸速率分別為40kbps 和 20kbps。該技術采用了免沖突多載波信道接入方式， 可以有效地避免無線電載波間的沖突，同時，建立了完善的應答通信機制，以確保數據能夠更可靠的傳輸。基于 ZigBee 技術的設備可組建星型或者點對點對等網絡，因為其具有較長的地址碼，所以網絡中可以連接數目眾多的節點設備?；谠摷夹g的設備，其發射功率一般為 03.6dBm，有效通信距離在三十到七十米之間，

28、且具有能量檢測和鏈路質量指示的功能， 設備可以利用這些功能來獲取相應的信息，并根據這些具體的信息來對本設備的發射功率進行自動的調整，在確保通信鏈路質量的前提下，能夠將節點的能量消耗降到最低的限度。2.4 系統總設計方案家居安防系統主要由家庭內部的控制網絡和主控系統兩部分組成，并且基于上述對各方面相關技術的分析和比較所得出的結論，我們設計了結構如圖2.1所示的系統方案：_第10頁共35頁江蘇信息職業技術學院課程設計（論文）_圖 2.1 系統的結構框圖此方案采用了基于ZigBee 的短距離無線通信技術，來實現家庭內部的網絡組建，網絡終端節點通過連接各種傳感器的方式實現對室內環境信息的采集， 然后將

29、采集到的數據通過 ZigBee 協議與主控系統也即協調器節點進行數據的傳輸、處理和存儲。 而主控系統同時又作為該網絡的協調器節點， 則通過程序的設計在特定的信道上建立 PAN網絡，并把從終端節點接收到的數據處理后， 再通過GPRS模塊發送給家庭主人。而在主控系統內部建立 Web服務器功能，可以讓用戶通過遠程 PC機的瀏覽器發送具體的請求以查看居室內部的具體狀況，并進行相應的控制。該方案不僅成本低、 功耗低和標準統一， 而且克服了傳統的家居安防系統的不足。2.5 家庭網絡的拓撲結構在 ZigBee 協議里定義了三種網絡拓撲結構，分別為星型網絡、點對點網絡和簇樹網絡，其中簇樹網絡可歸為點對點網絡。

30、網絡結構如圖2.2 所示：_第11頁共35頁江蘇信息職業技術學院課程設計（論文）_圖 2.2三種典型的拓撲結構在星型結構的網絡中， 其協調器節點的能量供應必須具有不間斷性， 而終端節點則可以采用普通的電池對其提供能量。 此種網絡結構適合在比較小的范圍內組建。而對于點對點的網絡結構， 只要雙方的距離小于節點設備的最大通信距離，同時通信的基本條件得到滿足， 則雙方就可以實現彼此間的通信。 點對點網絡中也有協調器節點， 它主要用于管理鏈路狀態信息， 認證設備身份等。 此種網絡與星型網絡相比，結構要更加復雜，在節點分布范圍較廣的場合一般采用這種結構。在星型網絡結構中， 協調器作為中心節點， 它可以和其

31、它任何一個終端節點通信，但終端節點之間不能進行通信， 所以要構成星型網絡， 首先要確立協調器節點。任意一個全功能設備即 FFD設備都可以成為協調器節點， 在一個星型的網絡中，具體確定哪一個節點作為協調器節點是由上層的應用程序來設定的。 一般的形成機制是： 當一個全功能設備節點在第一次被激活之后， 會通過廣播查詢的方式來查詢協調器節點的請求信息， 當接收到的信息顯示網絡中現在已經有協調器節點了，那么該設備節點就必須接受已經存在的協調器節點的認證， 一旦認證成功，則該節點就加入該網絡并成為網絡中的一般節點即精簡功能設備節點。 當首次激活后并未接收到任何的回復信息時， 亦或是認證失敗時， 該節點就會

32、自動將自身作為網絡的協調器節點，并進行以自身為中心節點的網絡組建。協調器節點確立之后， 其將為本星型網絡確定一個唯一的網絡標識符， 在該星型網絡中的所有節點都會用這一標識符來確定自己是否屬于該網絡。 在確定了_第12頁共35頁江蘇信息職業技術學院課程設計（論文）_網絡標識符之后， 協調器節點就會準許其他節點加入到自己的網絡里來， 并負責為加入進網絡的節點轉發相應的數據。 前面說到，終端節點與終端節點之間不能進行通信，實際是指不能直接進行通信， 但可以通過協調器節點進行中轉， 以實現彼此間的間接通信。根據以上對網絡拓撲結構的研究和分析，本系統選擇采用星型的網絡結構，因為該結構的具體實現方法， 要

33、比其它結構的方法簡單。 從實際應用的角度來看，由于家居安防系統的家庭控制網絡所覆蓋的范圍很小，因此，采用星型的網絡結構，就完全可以達到家庭無線網絡的功能需求。第 3 章 ZigBee 網絡節點與通信程序的設計基于 ZigBee 技術的家庭無線網絡節點，即ZigBee 網絡節點，分為協調器節點和終端節點兩類， 其中終端節點通過連接各種各樣的傳感器，并將其安置在居屋內的相應的重要位置， 以此來探測居屋內環境的相關信息，一旦發生異常狀況，終端節點便把通過傳感器采集到具體的信息數據，以無線傳輸的方式發送給協調器節點；協調器節點，可以將自身作為中心節點，建立自己的傳感器網絡，并為終端節點分配相應的網絡地

34、址等，同時根據具體的情況， 對接收到的由終端節點設備發送過來的數據信息做相應的處理。3.1 ZigBee 網絡節點的結構基于 ZigBee 的家居無線網絡的設計，其關鍵在于網絡節點的設計。作為家居無線網絡的基本組成單元，它的主要功能包括了對家庭環境信息的數據采集、以及對采集到數據的處理和發送等。 網絡節點設計的好壞直接關系到家庭無線網絡的整體性能。_第13頁共35頁江蘇信息職業技術學院課程設計（論文）_ZigBee 網絡節點主要由傳感器、信息處理單元、射頻收發單元和電源組成。傳感器的作用是采集家庭環境的相關數據信息，之后將采集到的數據信息傳送給信息處理單元； 信息處理單元用于管理本節點的其它功能模塊，以保證各模塊之間能夠相互協調的工作， 此外，它還會根據具體的情況對傳感器傳遞過來的數據信息做相應的處理和保存； 射頻收發單元則主要用于發送和