基于zigbee技术的老人看护系统

XXXX 大学

物联网结业论文

论文题目：基于zigbee 技术的门铃及老人看护系统

指导老师： XXX 职称： 教授 学生姓名： XXX 学号： 1010030002 院 系： 计算机学院 班 级： 10网本

摘要

随着科技的发展，人们对于创造更为舒适安逸的生活环境越来越热衷，各项现代前沿技术逐一被应用于对生活环境的改善当中，在智能家居方面的研究已经到了如火如荼的地步，本文正是通过对现代智能家居系统进行研究和改造来实现智能老人看护系统的目的。

早期门铃的作用只是单纯地提醒主人有客来访，而且它的功能是通过有线方式来实现，这样的设计在现实生活中的局限性早已暴露出来。随着科技的发展，门铃的类型与功能更是多种多样，但基于ZigBee 无线网络传输的门铃目前市场上却并未出现。考虑到现代社会空巢老人的数目越来越多，本文试图通过使用ZigBee 技术解决儿女不在身边的老人们的人身安全和生活不方便的问题。

本项目通过ZigBee 传输实现无线控制门铃的功能。在功能设计上产品相对于普通有线门铃更人性化，增添了门外LCD 显示文字提醒，有效简单地避免主人因有事迟来开门迎接而产生不必要的尴尬。此外，考虑到老年人存行动上不便，有时需要家人的帮助，而对于这种现象，市面上却没有比较合适解决此类问题的产品，功能较全的产品价格又比较贵，而且一些功能在家里的应用可有可无。针对此类问题，系统设计了老人求助功能，求助铃声由连接其终端的扬声器发出，不仅如此还可以远程控制警示灯闪亮。当家人听到警铃或看到警示灯便知老人需要帮忙，可以第一时间前往救助。

系统通过对设备进行部分的改造或者更新，使其通过最新的Zigbee 技术进行无线组网，把特定设备的信息和数字视频传输到因特网网络上，在因特网上设立一个" 无线视频网关"WEB 服务器，可供外部访问；实现将敏感信息（老人的心率，体温）进行实时的显示并进行后续的利用和控制；同时将收集各处传输进来的数字视频信息进行后续的处理和识别，可以实现实时在线监控，随时应变的效果。

智能老人看护系统利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术将与老人家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，通过统筹管理，让空巢老人们的生活更加舒适、安全。本系统可以提供全方位的信息交换功能，帮助老人与外部保持信息交流通畅，增强家居生活的安全性，大大减少儿女们对老人们的人身安全以及身体健康的担心。

目录

1. ZIGBEE 技术 ......................................... 4

1.1 无线短距离通讯技术 ................................. 4

1.2 Z IG B EE 技术应用于智能家居现状分析 ................... 4

1.3 Z IG B EE 技术与智能家居 ............................... 4

2. 智能家居 .............................................. 5

2.1 智能家居简介 ....................................... 5

2.2智能家居发展概况 .................................... 5

2.3智能家居系统本地控制 ................................ 5

2.4智能家居系统远程控制 ................................ 5

2.5智能家居的生活方式 .................................. 6

3. ZIGBEE在智能家居中的应用 ............................ 6

3.1 Z IG B EE 应用前景 ..................................... 6

3.2 Z IG B EE 技术特点 ..................................... 7

3.3 Z IG B EE 家居特点 ..................................... 7

结束语 .................................................. 8

参考文献 ................................................ 8

1. ZigBee 技术

1.1 无线短距离通讯技术

无线网络技术的灵活安装及可移动性等特点，使其越来越多地应用于智能系统中。当前常用的三种无线短距离的通信协议为蓝牙、zigbee 和wifi 。

蓝牙技术常用于短距离的数据语音传输，在手机间的数据传输得到了有效应用，但由于其存在传输距离短、抗干扰能力差、成本太高及数据安全等问题，不适用于家庭范围内无线网络的通讯。Wifi 技术广泛应用于机场、酒店、校园等无线局域网，但由于其功耗大，协议开销大并需要接入点，使成本和复杂度均增大，很少实际应用在智能家居网络中。ZigBee 技术是一种提供控制传感器等电子元器件之间无线连接的无线通信技术。其主要特点是成本低、传输距离短、数据传输速率低及省电。

1.2 ZigBee技术应用于智能家居现状分析

ZigBee 是一种新兴的基于IEEE 802.15.4标准的近距离、低成本、低功耗、低速率无线通信技术。国际上对智能家居网络的研究起源于20世纪70年代，主要集中在发达国家，如美国、日本以及欧洲的德国、英国和法国等。我国对智能家居的研究比较晚，从智能家居开始兴起到现在也才经历了六七年的时间。

当前市场上有已经成型的基于ZigBee 的智能家居产品，如采用ZigBee 无线通信技术先驱者的美国智慧宅智能家居-control4、支持多种通讯协议的中讯威易智能家居、全球首款ZigBee 智能家居系统生产商波创科技等。他们的产品主要是利用ZigBee 无线传输技术实现。

1.3 ZigBee技术与智能家居

考虑到家庭网络中设备比较多，需要可以容纳很多节点的网络，ZigBee 网络的大容量特性可以满足；而且家中电器设备等不需要很快的速度而且要求成本低，ZigBee 低功耗和低成本的特性可以满足这种需求；家庭安全性方面非常重要，ZigBee 网络提供的三级安全模式很好的做到了这一点论文服务。基于以上特点，ZigBee 技术非常适合应用于智能家居系统中。按数据传递的范围，智能家居系统可划分为外网，网关和内网三个部分。网关负责不同网络间数据的传输，而外网一般是远程控制家居电器设备的网络，大体分为三种模式，分别是通过Internet 网络访问控制，通过手机终端访问控制和通过电话线远程访问控制。内网一般使用

有线或无线网络，但由于有线布线的不方便，现在一般家庭内网都使用无线接入方式。

2. 智能家居

2.1 智能家居简介

在许多人的概念里，智能家居系统这个词离我们的生活似乎异常遥远，只是存在于高科技展览会里的表演，或是富豪们向人们炫耀财富而展示的一种家居装饰。事实上，近年来智能家居系统已开始一步一步走进越来越多的普通家庭。一套完整的智能系统一般包括安防、影音、电器、灯光、视频等几大子系统，价格上已可以被消费者所接受，业主完全可以根据自己的需要和喜好选择安装子系统，以满足自己居家的各种需求。 随着信息时代的到来和网络技术的飞速发展， 实现家庭信息化、网络化是当今智能家居设备系统发展的新趋势。智能家居系统是将相对独立的家用电器构成一个统一的系统， 进而实现对这些设备和家庭环境的智能管理、远程监控和资源共享。其目的是为人们提供一个安全、舒适、高效和便利的生活环境。

2.2智能家居发展概况

智能家居是利用先进的计算机技术、嵌入式系统和网络通讯技术，将家庭中的各种设备（如照明系统、环境控制、安防系统、网络家电）通过家庭网络连接到一起的，自从美国在1984 真正的智能建筑出现以来， 国外已经有将近30 年的研究历史，而国内在这方面的研究相对较晚，从2003 年才逐步应用于高端市场，而且标准不统一，如海信、海尔、清华大学等大家各自为营。由于智能家居系统具有安全、方便、高效、快捷、智能化和个性化的独特魅力，使得智能家居的开发与建设成为21 世纪科技发展的必然趋势。随着全球对能源和环境的要求越来越高，而智能家居在节能方面的效果优势非常明显，因此具有非常广阔的市场前景。

2.3智能家居系统本地控制

本地控制是指可直接通过网络开关实现对灯及电器的各种智能控制。远程控制是指通过遥控器、定时控制器、集中控制器或电话、手机、电脑等来实现各种远距离控制。

2.4智能家居系统远程控制

未来的智能家居会把注意力放在暖气、热水器、空调、冰箱、洗碗机和烘干机这些能源消耗较多的家用电器上。比如当你从公司下班时，你可以在电脑上打开家中的天然气采暖炉（独立供暖系统），这样当你到家时屋里已经暖意融融了；如果你所在的地区实行峰谷差别电价，你还可以把洗碗机和洗衣机的工作时间定在电价相对便宜的夜间。

2.5智能家居的生活方式

智能家居系统让您轻松享受生活。出门在外，您可以通过电话、电脑来远程遥控您的家居各智能系统，例如在回家的路上提前打开家中的空调和热水器；到家开门时，借助门磁或红外传感器，系统会自动打开过道灯，同时打开电子门锁，安防撤防，开启家中的照明灯具和窗帘迎接您的归来；回到家里，使用遥控器您可以方便地控制房间内各种电器设备，可以通过智能化照明系统选择预设的灯光场景，读书时营造书房舒适的安静；卧室里营造浪漫的灯光氛围„„这一切，主人都可以安坐在沙发上从容操作，一个控制器可以遥控家里的一切，比如拉窗帘，给浴池放水并自动加热调节水温，调整窗帘、灯光、音响的状态；厨房配有可视电话，您可以一边做饭，一边接打电话或查看门口的来访者；在公司上班时，家里的情况还可以显示在办公室的电脑或手机上，随时查看；门口机具有拍照留影功能，家中无人时如果有来访者，系统会拍下照片供您回来查询„„

3. ZigBee在智能家居中的应用

3.1 ZigBee应用前景

智能家居的应用领域主要包括:家庭安防系统、自动空调系统的自动温控、照明和窗帘之类的远程控制等。到目前为止,ZigBee 还存在着一些问题阻碍着它的推广, 首先是ZigBee 芯片的价格还比较高, 其次是在功耗方面, 市场上ZigBee 模块使用电池供电远未达到协议中设计的理想年限。但是,ZigBee 技术有效地解决了蓝牙技术的高成本和高能耗缺点, 这使得它在智能家居系统中的应用前景无疑将非常广泛。正如一家市场调研机构ABI Reserch对ZigBee 技术持有非常乐观的态度的一样。该公司的一份预测数据显示，2005年到2012年，ZigBee 市场的年均复合增长率为63%远程监控，而到2012年ZigBee 市场份额将达3.5亿。目前国际上智能家居领域专家们的共识是，ZigBee 技术在智能家居中的应用将不可阻挡，但是多种无线技

术并存的局面将会持续比较长的时间，能否完全取代其它技术，成为智能家居领域的首选，还要多方面的共同努力，进一步完善技术，加快标准化的脚步。

3.2 ZigBee技术特点

物联传感的数字终端是典型的权威研发生产无线zigbee 技术公司，它的最大特点就是不仅为用户节省了投资成本，节省了布线、安装、调试、售后等繁琐的施工程序，同时为用户提供了更多智能家居控制的功能，它还可将用户与社区物业进行联网控制，实现更多信息互通的功能。对于中国现阶段以“小区”居住环境为主的国情来说，从来没有这么便宜的智能家居产品，用户们得到了最大实惠。

3.3 ZigBee家居特点

zigbee 智能家居系统特有的零功耗、较其他同类产品更加安全稳定，同时系统采用集中式模块化的安装维护方式，局部控制元件故障不影响模块的正常运行，局部的模块问题不影响整个系统的运行。可轻松扩展或拆卸相应的模块使得对系统的日常维护变得轻松方便。zigbee 技术作为一种新兴的技术，使智能家居的发展前景更加广阔。

结束语

随着社会的快速发展，人们生活水平不断的提高，以后家庭朝着智能化的趋势将势不可挡，相信随着无线通信技术标准化和家庭网络国际标准的统一，智能家居产品必将走进千家万户。

本文设计的老人看护终端不仅仪适用于家里的老人，对于行动不便的残疾人士甚至小孩也可使用该功能，价格相对便宜，有较广阔的市场应用前景；在ZigBee 传输上面，已实现通过一对ZigBee 进行信息传输，今后的研究中将进一步通过组网的形式将多个模块联合起来，以丰富其他功能，最终在生活中给人们带来更多便捷。

参考文献

[1] 张周, 周剑扬, 闫沫.ZigBee 在智能家居系统中的应用研究[J].工程控制计算机,2006,19-12.

[2] 周游, 方滨, 王普. 基于ZigBee 技术的智能家居无线网络系统[J].电子技术应用,2005,9.