摘要：随着工业4.0的提出，我国物联网产业快速发展，大量的智能化电子设备开始应用于楼宇控制中。但是随着智能电子设备数量的急剧增多，以ZigBee技术和Wi-Fi技术为核心的网络控制很难满足用户的需求，很多弊端也暴露出来，比如电能的高消耗、控制信号被墙体削弱、设备之间距离过远无法通信。

针对上述问题，本文调研并分析国内外物联网技术智能楼宇的应用现状，设计基于Bluetooth的建筑节点的设计以及蓝牙组网设计调试，用于对建筑内能耗相关参数进行监测，如电能、温度、CO2浓度等数据信息，并将这些数据通过组网上传数据监控中心，供数据中心分析、监控以及诊断。实验结果表明，楼宇内的智能设备在控制方式、通信距离、网络拓扑等方面存在的问题在该系统中得到了解决。同时，系统也为物联网技术在工控领域的发展提供了借鉴方案。

关键词：物联网；蓝牙5.0；Mesh组网

目录

摘要

Abstract

第一章  绪  论-1

1.1 研究背景及意义-1

1.2 国内外研究现状-2

1.2.1 国外研究现状-2

1.2.2 国内研究现状-3

1.3 本文主要研究内容和结构安排-4

第二章  系统方案设计-6

2.1系统框架设计-6

2.1.1系统需求-6

2.1.2系统架构-6

2.2 常见无线通信网络-7

2.2.1 无线网状网-7

2.2.2无线局域网WLAN-9

2.2.3 AD HOC网络-10

2.2.4蜂窝移动通信网络-11

2.2.5对比分析-11

2.3 常用的组网技术-11

2.3.1 ZigBee组网技术-11

2.3.2 Ant组网技术-12

2.3.3 BLE组网技术-13

2.3.4 Wi-Fi组网技术-13

2.3.5对比分析-13

2.4蓝牙Mesh技术介绍-14

2.4.1蓝牙协议栈架构-14

2.4.2蓝牙Mesh组网技术介绍-16

2.4.3蓝牙Mesh组网安全介绍-17

2.5 Mesh网络系统-18

2.5.1节点入网设计-18

2.5.2节点通信流程-19

2.6联网设计-20

2.7硬件选型-21

2.7.1蓝牙芯片的选型-21

2.7.2 Wi-Fi芯片的选型-21

2.7.3传感器的选型-22

2.8本章小结-22

第三章  系统方案实现-24

3.1总体程序流程实现-24

3.2 Mesh网络实现-25

3.2.1配置过程实现-25

3.2.2创建模型-28

3.2.3节点功能实现-29

3.3联网实现-29

3.3.1开发软件-30

3.3.2Wi-Fi功能实现-31

3.3.3云平台功能实现-31

3.4本章小结-33

第四章  组网功能验证及性能分析-34

4.1代理节点配置测试-34

4.2 LED控制测试-35

4.2.1客户端控制测试-35

4.2.2代理节点以及分组控制测试-37

4.3传感器网络测试-38

4.4人机交互系统测试-39

4.5本章小结-40

第五章  总  结-41

参考文献-42

致  谢-44

附  录-45