基于ZigBee的智能触摸开关设计开题报告

 2021-08-14 02:08:16

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着社会的进步和无线通讯技术的发展[1],人类对居住环境的要求早已不仅仅局限于物理设施,更多的是注重生活质量,希望居住在一个现代化、科技化、居住环境安全、便捷、舒适、节能的生活空间[2],因此“智能家居”一词应运而生。虽然智能家居的概念起源较早,但一直没有具体的建筑实例出现,直到1984年美国联合科技公司(united technologies building system)将设备信息化、整合化的概念应用于“都市办公大楼”(“city place building”)时,全球才出现了首栋智能型的建筑,从此拉开了全世界争相建造智能家居的序幕。由于无线通讯技术、传感器技术以及微处理器技术的高速发展,智能家居领域在近几年得到了迅速的发展,智能家具系列产品得到了众多开发商和消费者的青睐,智能家居将是未来的发展趋势[3]

我国的智能家居起步比较晚,上世纪九十年代初期国外的智能住宅才渐渐的传到国内,九十年代末,在北京建设了智能住宅建立了试点小区,为我国智能家具的发展奠定了基础,积累了经验。目前国内从事智能家居产品的公司有数百个,有些大的知名智能家居公司,如海尔、史得安罗格朗、索博和波创等,他们的产品线比较丰富,功能也比较齐全,交互体验良好。不过他们和国外智能家居产品一样,主要面向的是高级公寓,别墅等高端客户,产品价格昂贵,用户面积小,离普通消费者比较远。

1997年国家开始制定《小康住宅电气设计(标准导则)》(讨论稿)[4]。在《导则》中规定了小康住宅小区电气设计总体上应满足高度的安全性,舒适的生活环境,便利的通讯方式,综合的信息服务,家庭智能化系统的基本要求。同时也对小康住宅与小区建设在安全防范、家庭设备自动化和通讯与网络配置等方面提出了第一级为“理想目标”,第二级为“普及目标”,第三级为“最低目标”的三级设计标准,后来又陆续颁布了《建筑智能化系统工程设计管理暂行规定》、《智能建筑设计及系统集成资质管理规定》、《智能建筑设计标准》和《居住小区智能化系统建设要点与技术导则》。2013年初国家标准委又发布了七项有关智能家居的国家标准,使智能家居行业迎来了春天。此标准的发布有利于智能家居行业的发展,使我国的智能家居行业迈向了一个新的发展阶段。

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2. 研究的基本内容与方案

现已存在的rf遥控与触摸开关,针对大部分因小负载出现的灯闪、灯自灭、灯自亮的不良现象,可以使系统具有非常低的功耗,并且具有负载监测的功能,可以使开关产品具有更安全、更稳定的工作性能。但是这种系统是在rf遥控器上充分来考虑用户的个性化控制,带来的问题就是智能开关与智能家居系统中的其他部分通过一个遥控器来控制需要很多的遥控编码值,设计比较麻烦。还有一些通过热释电传感器[14][15]来检测是否有人,检测自然环境的灯光强度等的智能开关,这种类型的智能开关成本较低,安装性比较好,但是存在着非常明显的缺点,比如容易受各种热源、光源的干扰,稳定性很差[16],而且很难来自己主动进行人性化的控制,很难适合未来智能家居系统的组网,但是可以对智能家居系统进行更加人性化的强化改进[17]

现如今计算机网络的飞速发展,人们对无线通信的需求愈来愈高。由此,几种近距离无线通信技术应运而生。目前常见的近距离无线通讯网络技术主要有蓝牙(bluetooth)技术[18]、wifi组网技术、zigbee技术、超宽频(uwb)技术、短距离通信(nfc)等。这些技术更加适合应用在未来的智能家居系统的组网中,不同的组网方式具有不同的优越特性,因此在选择组网方式中要考虑最优应用方案的问题。

对于蓝牙组网方式,蓝牙无线传输通过rf(2.4ghz)载波进行功耗低,传输速度快,可同时连接多个系统。采用蓝牙技术无需额外设置,只要两个蓝牙设备互相进入无线电平所允许的连接范围内,蓝牙协议就会自动扫描检测,实现配对连接,进行信息交换[19]。蓝牙模块同单片机之间的通信采用的串口透传,设置简单。在一定距离内手机可通过蓝牙串口软件向蓝牙模块发射信号,通过单片机解析,进而实现控制开关通断。但是目前,蓝牙的主要问题是成本高、通信面少、通信速率较低和技术还是不够成熟。

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3. 研究计划与安排

第1-2周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需理论知识,对系统要求进行分析,确定方案;

第2—3周:完成外文文献翻译和开题报告;

第4-6周:掌握stm8、zigbee模块工作原理、开发方法;

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4. 参考文献(12篇以上)

参考文献

[1]王汝林.发展物联网亟待进行战略研究和理性因素[j].中国信息界,2010,09.

[2]工信部.物联网“十二五”发展规划[j].2013,02.

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