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摘要:ZigBee协调器是整个智能家居系统的核心,负责构建并维护网络,识别节点的入网和退网,传递节点之间的信息和网关数据。本文研究从ZigBee技术着手,深入理解研究ZigBee规范与其规范基础——IEEE802.15.4标准。硬件上,本文设计以CC2530模块为核心;软件设计基于ZigBee协议栈,在TI提供的半开源的协议栈——Z-Stack基础之上来编写程序构建一个星形网络,用TFT显示屏将网络状态显示出来,从而达到检测网络的目的。编写通信程序,和节点之间通过ZigBee网络的无线通信,和网关之间通过UART完成数据的收发,并将收到的数据和命令显示出来。 关键词:ZigBee,CC2530,协调器,Z-Stack协议栈
目录 中文摘要 Abstract 第一章 绪论-6 1.1 课题背景与研究意义-6 1.2 ZigBee无线网络研究现状-6 1.3 本文主要研究内容及章节安排-7 第二章 ZigBee概述-8 2.1 ZigBee技术简介-8 2.2 ZigBee技术特点-8 2.3 ZigBee协议架构-8 2.3.1 ZigBee协议与IEEE802.15.4-10 2.3.2 IEEE802.15.4标准-10 2.4 ZigBee网络概述-12 2.4.1功能类型设备-12 2.4.2节点类型-12 2.4.3 网络拓扑结构-13 2.4.4 工作模式-13 2.4.5 PAN ID-14 2.4.6网络寻址-14 2.5 ZigBee网络组网原理-14 2.5.1 ZigBee协调器初始化网络-14 2.5.2 节点入网或退网-16 第三章 基于ZigBee智能家居系统的总体设计-17 3.1基于ZigBee智能家居系统的功能-17 3.2基于ZigBee智能家居系统的组成-17 3.3基于ZigBee智能家居系统的设计-18 3.4 ZigBee协调器的设计-19 3.4.1 ZigBee协调器的功能-19 3.4.2 ZigBee协调器的组成-19 3.4.2 ZigBee协调器的总体设计-20 第四章 ZigBee协调器的硬件设计-22 4.1 CC2530-22 4.1.1 CC2530功能特点-22 4.1.2 8051 CPU-22 4.2 ESP8266 WIFI模块-23 4.3 TFT LCD 显示模块-23 4.4 LED-24 4.5 KEY-25 第五章 ZigBee 协调器的软件设计-26 5.1 软件开发环境-26 5.2 基于Z-Stack的组网软件设计-26 5.2.1 ZigBee协议栈-26 5.2.2 Z-Stack软件结构-28 5.2.3 ZigBee协调器组网软件设计-30 5.2.4 终端节点请求入网-33 5.3 协调器通信的软件实现-34 5.3.1 通信协议-35 5.3.2 协调器与网关通信软件设计-36 5.3.3 协调器与终端节点通信软件设计-37 5.4 TFT LCD 屏显示软件设计-39 5.4.1 TFT LCD 屏显示英文字符串-39 5.4.2 TFT LCD屏显示中文字符串-40 第六章 系统调试与结论-44 6.1 ZigBee协调器系统调试-44 6.2 基于ZigBee智能家居系统的测试结果-45 6.3 ZigBee协调器测试结果-46 第七章 总结与展望-48 7.1 总结-48 7.2 展望-48 参考文献-49 致谢-50 |