基于RL78的智能家居网络——移动通信接入网关设计..docx

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1、基于RL78的智能家居网络移动通信接入网关设计目录设计总说明Introduction1. 绪论11.1 智能家居研究背景11.2 国内、外发展进程11.2.1 国外发展进程11.2.2 国内发展进程11.3 智能家居的发展前景21.4 智能家居研究意义21.5 设计的内容21.6 论文的组织结构32. 移动通信技术42.1 1G蜂窝移动通信42.2 2G数字蜂窝移动通信42.3 3G移动通信系统52.4 4G移动通信系统52.5 5G62.6 展望6G63. 短距离无线通信技术83.1 WIFI技术83.2 ZigBee技术103.3 蓝牙技术124. 硬件的选择以及分析174.1 系统方案介

2、绍174.2 单片机模块174.2.1 单片机的简介174.2.2 RL78/G13单片机184.3 移动通信模块224.4 短距离无线通信模块264.5 OLED液晶显示屏274.6 其他部分电路285. 软件部分设计及分析306. 总结33参考文献34附录35致谢36基于RL78的智能家居网络移动通信接入网关设计基于RL78的智能家居网络移动通信接入网关设计设计总说明随着物联网的发展，传统住宅孤立、静止的居住方式逐渐地被淘汰。在传统的家居中所有的家居设备都是孤立并且被动静止式地负责实现住宅中各自的功能，家庭人员若是要将所有的功能都实现，就不得不“逐个、就近”地用开关启动，但是由于社会的发展

3、、科技的进步，各种各样的家用电器涌入了家庭，每个房间功能构造以及空间越来越多样化，“逐个、就近”地用开关启动早就不符合住宅舒畅、舒服等一些要求，人们开始转向更加智能的生活方式。智能家居就是在物联网的影响之下的产物，它是物联化体现。智能家居就是通过一系列当今前沿科技，将各自孤立和拥有不同运行方式的各种家用电器设备进行系统集成，满足用户“以人为本”以及融合个性的需求，由“逐个、就近”地用开关启动转变为具有能动的智能的管理和操控，实现了用户随心所欲地控制住宅内家用电器和居住环境。有了智能家居这个系统平台，人们的家居生活变得的更安全、便利以及舒适，并且会更具有艺术性和更环保节能。本课题提出了基于RL7

4、8的智能家居网络移动通信接入网关设计的设计方案，研究设计基于移动通信网络、短距离无线通信技术以及瑞萨RL78 G13单片机对智能家居中家用电器实现控制的方法，具体要研究的问题大致有以下几个方面：首先，明确设计的研究背景以及意义，再结合对国内外智能家居发展以及趋势进行研究。通过了解移动通信的发展历史，了解到移动通信技术的发展以及进步，并且初步研究短距离无线通信技术中WiFi、蓝牙、ZigBee这三种常见的无线技术，通过将它们的特点以及优缺点进行比较，最后蓝牙凭借传输信息速度快，性价比高，所花费的成本低，安全性高，可以很好的为智能家居用户服务的优点脱颖而出，成为此次设计最好的选择。然后，基于对本次

5、设计分析以及各硬件的优缺点的比较，给出了各个子系统的硬件选型方案。采用SIMCOM公司的产品SIM800C作为移动通信模块芯片,它是一款新型无线通讯模块，可以通过网络形式来安全快速的进行语音、数据的传送、传真以及短信息服务。它的工作频段主要有850MHz、900MHz、1800MHz以及1900MHz。它可以实现将标准的AT命令接口提供给客户,并能够安全、可靠、快速的传输语音、数据、传真以及短消息，十分适合本次的设计。采用的是HC05芯片，它的传输速率为2Mbps，工作频段为2.4G，是一款传输数率较快以及稳定的芯片。它可以实现将短信中用户的命令快速、安全以及可靠的传送给控制中心。选用了32位

6、瑞萨RL78 G13的单片机，这是一款低功耗、性能稳定的单片机。内置高速片上振荡器时钟。内部包括ROM: 16 至 512 KB，RAM: 2 至 32 KB，数据闪存: -/4/8 KB。它可将移动通信模块接收到主人的控制信息以无线方式传送到控制中心中，进行相应的家用电器的操控。以OLED液晶显示屏来显示用户的指令。最后，给出了整个系统的主要部分的软件设计思想以及分析。关键词：智能家居；瑞萨单片机G13、R5F104FEA；SIM800CIV华北科技学院毕业设计（论文）IntroductionWith the development of the Internet of things, th

7、e isolated and static living mode of traditional houses has been gradually eliminated.In traditional household all household equipment is isolated and passive static type is responsible for implementing their respective functions of the home, family members if all functions are to realize, will have

8、 to one by one, to the nearest with a switch to start, but due to the development of the society and the progress of science and technology, all kinds of household electrical appliances into the family, each room function structure and the space is more and more diversified, one by one, to the neare

9、st with switch start early do not conform to the requirements of the house comfortable, comfortable and some other, more intelligent people are turning to way of life.Smart home is the product under the influence of the Internet of things.Intelligence lives in is through a series of todays cutting-e

10、dge technology, will each be isolated and have different operation modes of various household appliances equipment system integration, to meet users people-oriented fusion and the demand of individual character, by one by one, to the nearest with switch start into active intelligent management and c

11、ontrol, to achieve the user free to control household appliances in the house and living environment.With the smart home system platform, peoples home life has become safer, more convenient and comfortable, and will be more artistic and more environmentally friendly and energy-saving.This topic is p

12、roposed based on RL78 smart home network - the design of a mobile access gateway design study design based on mobile communication network, short distance wireless communication technology and renesas RL78 G13 single-chip microcomputer to control method to realize intelligent household appliances an

13、d specific problems for study to roughly the following several aspects: first, clear research background and significance of design, combining the study at home and abroad and the trend of development of the smart home.Through the understanding of the historical development of mobile communication,

14、understand the development of mobile communication technology and progress, and a preliminary study of WiFi in short distance wireless communication technology, bluetooth, ZigBee these three common wireless technology, through compared their characteristics and advantages and disadvantages, and fina

15、lly the bluetooth with fast information transmission, high cost performance, low costs, high safety, can the advantages of good service to the users of smart home stand out, be the best choice for this design.Then, based on the analysis of this design and the comparison of the advantages and disadva

16、ntages of each hardware, the hardware selection scheme of each subsystem is given.SIM800C, the product of SIMCOM company, is adopted as the chip of mobile communication module. It is a new wireless communication module, which can safely and quickly carry out voice, data transmission, fax and short m

17、essage service through the network form.Its working frequency ranges are mainly 850MHz, 900MHz, 1800MHz and 1900MHz.It can realize the standard AT command interface to provide customers, and can be safe, reliable, fast transmission of voice, data, fax and short messages, very suitable for the design

18、.HC05 chip is adopted, whose transmission rate is 2Mbps and working frequency band is 2.4g. It is a chip with fast and stable transmission rate.It can realize the users command in the short message fast, safe and reliable transmission to the control center.The 32-bit renesas RL78 G13 MCU is selected

19、, which is a low power consumption and stable performance MCU.Built-in high-speed on-chip oscillator clock.Internal includes ROM: 16 to 512 KB, RAM: 2 to 32 KB, data flash: -/4/8 KB.It can transmit the control information received by the mobile communication module to the control center in a wireles

20、s way to control the corresponding household appliances.OLED LCD displays the users instructions.Finally, the software design idea and analysis of the whole system are given.Key words: smart home; renesas MCU G13,R5F104FEA; SIM800CV1. 绪论1.1 智能家居研究背景在19世纪的中后期，人类进行了第二次工业革命，然后就进入了“电气时期”，电器逐渐地获得了广泛的运用而且

21、代替了机器。人们追求更加智能、舒适的生活，对建筑空间和居住空间的要求进一步的提升，随后提出来智能家居网络系统的概念。随着电子设备大量出现在人们的日常生活中，20世纪80年代的美国设计出智能家家居网络系统并且得到了应用，随后传入了日本、欧洲等一些发达国家，得到了不错的发展。我国的智能家居系统相对于欧美等发达国家起步较晚，但这些年迅猛发展，已经有相当多数量的智能化小区和住宅出现。智能家居可以通过住户的远程控制自动的控制和管理家庭电子设备，对住宅安全问题进行检测，极大方便了家庭成员的日常工作和学习，给住户提供了更加舒适高效的生活环境。智能家居可以将通信装置和家用电器设备经由有线和无线的方法联系在一起

22、，使人们可以在当地或异地进行操控、管理家用电器和装置。与传统的住所比较而言，智能家居不但能为家庭成员供给栖身的功能，还可以保证家庭的平安和供给高质量的生活环境。智能家居像一个具有辅助本领的小助理，帮助住户处理各种各样的事情，极大地提升了住户的生活品质。1.2 国内、外发展进程1.2.1 国外发展进程1984年，首个智能建筑在美国诞生，用计算机将大楼内的空调、电梯等设备进行控制，并且提供了语音通话、电子邮件等服务。1998年5月“亚洲家庭电气与电子消费品国际展览会”在新加坡举办，在展会场内“未来之家”被人们模拟出来并且也提出了新加坡家庭智能化系统。主要具有的功能有：安防报警功能、家电控制功能、住

23、户信息留言功能、可视对讲功能等等。在2000年，新加坡约5000户家庭应用智能家居系统，美国约4万户家庭应用此系统。1.2.2 国内发展进程作为新兴的产业智能家居在国内有着很大的发展潜力和光明的未来。我国智能小区首先在上海、广州、厦门等海边城市开始建设，随后向内陆发展。1999年实施的建设全国智能化小区标志着我国智能小区进入新时代。2000年以后，一些智能家居公司研发生产企业在中国成立，这些企业主要集中在北京、上海、深圳等经济发展迅速的城市。自2011年以来，智能家居在我国迎来了一个比较快速发展的时期。各大厂商开始注意并重视智能家居行业，家庭住宅智能化成为各个行业争夺的焦点。1.3 智能家居的

24、发展前景智能家居将会越发实现中国家庭真正的需求。一直以来中西方之间都存在着文化的差异，在生活模式和行为习惯方面国内和国外家居具有明显的不同。楼房的安防报警、可视对讲、灯光和家用电器的控制在国内应用的更多。地产开发商可以继续提升他们在智能家居系统上的应用和推广，用来迎合国内家居的需求。为不同的人提供对于它们自己最适合的智能家居系统，像有老人和小孩的家庭适合比较简易的系统操作平台。实现绿色环保、方便快捷、节约能源成为智能家居的目标。对于智能家居实现高效、环保、节能在当今强调可持续发展的战略下显得尤为重要。所以今后不光要继续推行智能家居，还要使其变得更加高效、方便用户的操作、节约能耗等。智能家居不能

25、只依靠良好的用户体验而忽略了广大的用户能否承担得起高不可攀的价格。如此会致使智能家居的推行受到极其猛烈的阻拦。所以实现平民化和大众化消费是智能家居将追求的方向。1.4 智能家居研究意义在现代科学技术的快速发展趋势下，人类社会顺利地进入了信息社会。同时家居业由于科学技术的影响，快速地朝着更加智能化的目标进展。随着经济的快速进展和社会的长足进步，人们急迫地想提高生活质量，实现更好地的生活品质，寻找更好的生活方式。人们开始提出舒适健康、安全可靠、高效便利等越来越多的需求并将其应用在家居上。因而，智能家居网络控制系统很自然的就出现了。智能家居网络采用无线通信的方式将各种电器设备和电器子系统连接起来，住

26、户可以用手机或电脑远程登录到家居网络，发出相应的检测命令，该命令被网关接收后，发送到控制中心。使得家里面的主人可以随时随地的通过网络对家里面的状态进行核查和操控。对于出门在外的住户，可以随时随地的通过手机或电脑对家里的电器设备控制。这可以实现没有人在家，但是有人看管的局面，并且可以为人类的日常生活提供极大的方便。1.5 设计的内容本文设计一个家庭智能网络中移动通信接入网关系统。智能家居网络采用无线通信方式将各种电气设备与电气子系统连接在一起，用户可以凭借电话、手机以及Internet远程登录到家居网络上，发送相应的运行或者检测命令，该网关在接收到该命令后，用无线通信方式传送到控制中心。用户可以

27、在任何时间和任何地点了解家中的情况并且可以进行核查和操控。系统主要是由移动通信模块、主控芯片、短距离无线通信模块以及液晶显示器这几个部分组成的。这个系统所实现的功能是利用移动通信网络来接收短信信息，在液晶显示器上进行相应的显示，并且经由通信模块发送给控制中心，来完成运用手机短信对家庭里的智能设备进行操控的目的。1.6 论文的组织结构 本文的组织结构如下：第1章 绪论，首先介绍了智能家居的发展历程，然后介绍了国内、外在智能家居这方面的发展进程，以及智能家居的发展前景和研究意义，最后介绍了设计的内容和论文的组织结构。第2章 移动通信技术，对各个阶段移动通信技术进行介绍以及分析。第3章 短距离无线通

28、信技术，对WiFi、ZigBee、蓝牙这三项技术特点进行介绍。第4章 对各个模块硬件进行选择，分析其特点并介绍选择的原因。第5章 对系统软件流程进行分析。第6章 总结全文，并写出自己通过此次设计所获。第 7 页 共 36 页华北科技学院毕业设计（论文）2. 移动通信技术自从人类社会出现之后，快捷高效的通信就变成人类坚定不移地追求的目标。在古时候，奔走相告、飞鸽传书、烽火狼烟等一些方式进行信息的传输方法被人们运用，但是这些传输信息的方法效率不高，而且容易被地理位置、天气状况等一些外在因素所影响，这使得信息的传输受到了特别大的制约。在1844年，美国人塞缪尔莫尔斯创造出了莫尔斯电码，并且世界上第一

29、条电报在电报机上传输了出来，在人类历史上通过“电”进行信息的传输从此时开始了，人类信息传输的速度取得了特别大的进步，自此之后现代通信开始出现在人类历史中。在1864年麦克斯韦用理论表明了电磁波是真实存在的，在1876年赫兹通过实验也说明了电磁波是存在的，在1896年意大利人马可尼初次将电磁波运用到距离较长的通信实验中，人们初步运用宇宙的极限速度即光速来进行信息传输，自此之后全球逐渐打开了无线电通信新时代的大门。2.1 1G蜂窝移动通信 1G也叫做第一代移动通信，它指的是最开始的模拟，只有语音的蜂窝电话的标准。它主要运用的是频分多址（FDMA）技术和模拟技术。它的代表系统有：全球接入通信系统、移

30、动电话系统。但是它具有明显的缺点，它主要的缺点有：模拟通信移动系统的类型多而繁琐，实行国际漫游是十分的困难；通信网络前进的潮流终点是向着综合业务数字网，但是模拟移动通信系统提供不了综合业务数字网这项业务；模拟移动通信系统装置制造的价格十分的昂贵，手机的尺寸特别大，电池在充电之后，可以工作的时间特别短，大约能够工作8个小时，这使得用户在使用时极其的不方便；模拟移动通信系统所能承受的用户的数量是有着上限的，尤其是在人数众多的大都市中，会给用户带来不便的影响。第一代移动通信的代表性的产品是美国摩托罗拉公司推出的移动手提式电话，也称作“大哥大”。模拟移动电话的功能仅仅可以进行语音通话，因为受到当时技术

31、和材料等一些方面阻碍，款式就那么几种，缺少了新鲜感。2.2 2G数字蜂窝移动通信2G也叫做第二代移动通信。它最重要的业务是语音，数字化的话音业务以及低速率的数据业务的供给是其最为突出的特征。数字的GSM和码分多址 （CDMA）这两项技术是它最多运用的技术。此外控制发射功率、跳频、移动辅助切换等一些技术也被其运用。它主要的特点有：第二代移动通信系统 选用了数字化，保密的效果十分的好，频谱利用率有了很大的提升，可以为用户供应更加丰富的业务，规范化水准更高并且给用户供应了愈加完美的国际漫游。GSM也叫做全球数字移动通信系统，它是数字蜂窝技术的一个标准，它的标准囊括GSM 900MHz、DCS1800

32、、PCS1900这三个频段。虽然2G技术在进程中不间断的得到改进，但是用户的数量和网络的范围的一直在增加，频率的资源向枯窘靠拢，语音的质量不能再让用户感到舒适，数据通信传输的速度不高，不能达到移动多媒体的需要。2.3 3G移动通信系统3G它的技术标准主要是存在三种：美国的CDMA2000系统、欧洲的WCDMA宽带码分多址系统以及我国的TD-SCDMA系统。它的基本的特点有：拥有着世界范畴内设计，和稳定网络业务以及用户互相连接，无线接口的种类少了很多并且拥有着高度的兼容性；和稳定的通信网相比较，它的话音质量更加好，安全性也更加的高；在本地运用2Mb/s的传输速度接入并且广域网运用384kb/s速

33、率的数据率分段应用功能；频谱利用率大约在2GHz，效率比较高；移动终端可以与卫星网以及地面网进行相连，固定使用或者移动使用均可；语音是移动通信业务之中很小的一部分，而视频信息以及非话数据才是业务中的大部分；新的收费机制是以数据量、服务质量以及使用时间当做收费的参数，而非距离为收费参数；手机相比过去尺寸变小了许多，重量减轻，真正的达到了全球漫游的目的。2.4 4G移动通信系统4G的核心技术：它运用的是正交频分复用，可以在无线的环境中进行信息高速传输的一项技术；运用了智能天线技术，可以降低信号的干扰、自动进行跟踪及调节数字波束等一些功能，在未来这项技术将会是移动通信关键技术；运用了MIMO技术，这

34、项技术是通过多发射、多接收天线达到空间分集，分立式多天线的运用可以把通信链路拆解为很多子信道，使得容量得到了极大的提升；移动通信系统的核心网是一个基于全IP网络，能够达到不同网络之间完美地进行相互连接。第四代移动通信系统是将多个功能融合在一起的宽带移动通信系统，与前三代相比有很大的不同，它可以供给无线服务在不同的无线平台以及不一样频带网络运行中，相比较3G它更向个人通信靠拢。4G传输速度很快，是3G的50倍，可以将三维图像高质量的传输。支持像视频会议、无线因特网等一些交互式多媒体服务，并且为用户供给了更多的服务与应用。4G系统能够主动地进行处理、动态转换自己的构造来迎合系统改变和进展的需要。用

35、户能够在4G系统中接入形形色色的移动装置，公共平台由这些各不相同的接入系统组成，彼此之间互补与合作实现了不同的业务的需求，移动通信网络服务愈加多元化，最后会变成社会中多部门、行业、系统以及人们交流的纽带。以传统通信技术为根基的4G通信技术，运用了新的通信技术使得无线通信能力变强，迎合了用户对网上冲浪、下载速度的需求。比起已经商用的3G，4G拥有显而易见的优点：它传输速达非常快，上传和下载速度都远远超越了3G。2.5 5G5G将具备以下的优势：频谱利用率高：通信系统的性能进步颇大：能源损耗变低；运营的成本减少。5G将会浸入到未来社会中所有领域，5G将使信息打破时空制约，供给非常好的交互体验，让用

36、户享受信息的盛宴，如虚拟现实；5G将使得物与物之间的距离越来越近，用完美融合的方法，既方便又快捷将人与物进行智能连接。5G将供给用户光纤般接入速度，达到“零”延误的使用感觉，可以将千亿装置连接，拥有着超高流量密度、超高连接数密度以及超高移动性等多场景的一致服务，智能优化业务以及用户的感知，同时能为网络供给超百倍的能效提高和比特成本减少。2.6 展望6G我国已经着手开始研究6G技术。未来随着移动通信使用领域的再次扩大，不仅解决人和人之间的无线通信、无线上网的问题，还要解决物和物之间、物和人之间的这种联系。从现在定位来看，6G通信技术的主要目的就是推动物联网的发展。6G估计在2020年开始投入研发

37、，商用要在2030年。华北科技学院毕业设计（论文）技术阶段1G2G2.5G3G4G4G+5G商用时间1987年1994年2002年2009年2013年2013年2020年通信标准TACSGSMGPRS、CDMA20001XCDMA2000、WCDMA、TD-SDMATD-LTE、FDD-LTETE-LTE-A、FDD-LTE-A速率9.6kbps171.2kbps307.2kbps3.1Mbps2.8Mbps14.4Mbps100Mbps150Mbps300Mbps10Gbps终端“大哥大”功能机智能机智能机智能机智能机VR、智能家居表2.1移动通信各阶段指标第 III 页 共 33 页华北科

38、技学院毕业设计（论文）3. 短距离无线通信技术总的来说，智能家居将会发生以下三种的变化。第一：近些年来，移动互联网变得越来越热，在基本上任何一个领域都会出现它的影子，必然智能家居也会有它的身影。它使得智能家居效率进一步提高并且实现其快捷和便携功能。第二：智能家居在今后会进一步的提升，使其变得更加的规范化和标准化。第三：随着技术的逐渐发展，必然会导致以下的一些方面的变化。从模拟到数字的变化：这就像是通信行业的发展进程，从模拟逐渐过渡到数字化是必然的。首先，随着近些年电子技术通信科技一直向前发展，电路集成和功能集成等一些集成变得越来越普遍。这些都是由于集成技术变得更加高效和稳定所带来的好处。其次，

39、智能家居里面的人机交互是基于数值高清显示技术的，所以现在相比于以前变得更加的清晰。最后，处理各种信息会因为数字化带来的好处变得越来越容易和便捷。 从有线到无线的转变： 无线技术相比于有线技术有着更好的移动性，还能节省人工布线的成本，智能家居系统必然会采用无线技术来进行操控。近些年来，WiFi凭借着覆盖范围广、传输速度快以及它可以兼容以太网受到了广大用户的喜爱;Zigbee依靠着较低的功耗和成本，密度高以及很高的安全性、很强的网络组织能力等特点受到很多领域的青睐。最后是低功耗的蓝牙技术，其本身与WiFi、ZigBee相比，具有功率消耗低、传输信息的速度快、与设备连接所需要的时间少、稳定性好以及安

40、全性高等一些优势。由于这些优点使得蓝牙这项技术越来越受到人们的关注。无线通信的定义是：在很多个节点之间可以不经过导体或者缆线就可以进行远距离传输通信。无线通信模块在现在具有广泛的应用，车辆监控、遥控、身份识别、机器人控制、安全防火系统、数字图像传输等很多领域都会出现它的身影。它的主要功能如下，通信功能它不但支持GPRS与短消息两个通道传输数据，还支持多个中心的数据通信。采用功能：它可以采集像采集器、串口仪表、PL才等一些串口设备数据。远程管理功能：它支持程序升级和远程参数设置。3.1 WIFI技术WIFI用中文翻译为“移动的热点”，它也可以称为无线宽带。在1999年时，WIFI联盟刚刚成立并将

41、它称为WECA。等到了2002年的时候才正式将其名字更改为WIFI。WIFI技术是由互联网技术其中之一，用户可以以它为媒介尽情的去访问像电子邮件等一些多媒体信息，它带给用户无线宽带技术，使得用户无论何时无论何地都可以尽情地享受方便、快捷的网络。WIFI能用无线的方式将电脑、手机等一些终端设备相互连接的技术。电器电子工程师协会为WIFI无线通信网络提供了一个工业的标准，即IEEE 802.11。无线局域网从开始兴起到现在应经走过了数十年，在它的需求量越来越大的同时，它的协议也越来越趋于完善，所能覆盖的范围也逐渐地扩大。IEEE 802.11协议它能达到的带宽最大为11Mbps，但是当有一些干扰或

42、者信号的强度很弱时，带宽数值可以进行自动调整为5.5Mpbs、2Mpbs、1Mpbs来应对这些状况，这就能保证可靠性与稳定性。WIFI网络有两种通信距离，分别为开放和封闭。在开放的状况下，通信距离可以达到305米，而在封闭的状况下，通信距离在76米到122米之间，并且还能与有线的以太网向整合，这样一来的好处是降低了组网的成本。WIFI协议栈是用层次来对组织结构进行划分的。每一个上层都有其对应的下层来进行特定的服务。数据实体是用来服务数据传输服务的，而且一部分服务的指令可以让每一个接入点实现其对应的功能。WIFI网络通过802.11协议来定义物理层、MAC层、LLC层。物理层：补码键控技术DSS

43、S直接序列扩频技术被802.11b用来定义能在2.4GHz数据传输率为11Mpbs的物理层；OFDM正交频分复用技术被802.11a运用来定义能在5GHz数据传输率为54Mpbs的物理层；而802.11g可以取定义能在2.4GHz数据传输率为54Mpbs的物理层。MAC层：WIFI标准给全部的物理层定义了公共的MAC层，这方便了对物理层进行删除与添加的操作。它是去处理全部的物理层无线信道的接入。它的主要功能是：可以将PAN进行建立和断开；网络信标由网络协调器产生并且与网络协调器还与之同步；格尼设备提供了安全的门户；采用了CSMA-CA。LLC层：它含有四十八位媒体访问控制层地址，使得有线与无线

44、中间的桥接十分的方便。WIFI技术本身具有硬顶的优点和缺点，它的优点有：它所能覆盖的范围很大，可以达到100多米，相比一些其他的技术，覆盖的范围广这个优势能给智能家居系统带来极大的好处与便利。它传输的速度不慢，能根据自身的需求自动的调节带宽。这样可以节省浪费，还增强了可靠性与有效性。WiFi技术能兼容以太网，使得智能家居系统可以通过远程来进行控制。这是这项技术最出彩的地方之一。他根本就不需要进行布线，没有了布线的约束再加上良好的移动性，使得其十分容易地被管理与维护，为智能家居系统提供了极大的方便。相比于其他技术它对人体伤害几乎可以忽律不计，而且它还不用像手机一样去接触身体，使得发射的功率到达人

45、体内很少，这就向人们的保证了它的安全性。从价格方面来说，它的成本不高，适合大规模投入使用。而且它不用像有线网络由于线路老化需要经常维护，并且它的寿命也更长、整体安装也较为简单。它的缺点有：它在传输工程中所发出的信号不太稳定，经常会受到一些干扰；无线网络存在着一些安全隐患，外界入侵无线网络是它的需要完善的一个大问题；它不去开放上层业务，使得其不容易再次进行第二次的开发。3.2 ZigBee技术近些年来，射频技术发展迅猛并且应用到了很多领域，尤其是无线射频技术和集成技术两者最为突出。例如无线射频技术里面的标签等一些传感器件变得越来越小巧便携并且功能也越来越齐全，而且它的价格变得越来越低，这些优点使

46、得它成为许多领域应用它的主要原因。随着这些无线技术飞快的发展，各种各样的新应用被带动了起来，工厂里面流水线操作的自动化，楼道和汽车的控制和监测等。当前，人们主要的需求就是在无线网络部署下和在拥有相同能量的情况之下，可工作时间更长、成本、大小、消耗以及抗干扰等方面受到人们更多的关注。ZigBee可以在很大的程度上满足这些需求。在2004年的时候确定下来了ZigBee技术标准，它拥有相对较多自身特性，并且还与无线射频技术一样在面对极其恶劣的环境下，还可以实现有效的通信。ZigBee技术在这些方面表现极其出色：设备之间可以不定时的更新和自我修复，以防止出现一些故障；查找到其它的设备就会进行路径的优化

47、、降低干扰、延长时限和延长电池的使用年限、具有灵活性和可拓展性可以来重组节点之间的路由形成网状网络、在设备之间进行连接过程中，可以大大地减少出现网络问题的时间。因此，ZigBee技术在家庭网络智能家居方面、楼宇工厂进行自动化和监控控制、远程抄表、医疗服务等一些领域已经拥有了大量的运用。有一个叫做ZigBee联盟的非营利性组织存在着，这个联盟的目的要推动ZigBee的发展。ZigBee的网络能够支持星形、树形以及网络拓扑结构。负责发动和维护网络的ZigBee技术协调器和终端设备之间的连接是在星形拓扑类的设备里面；在网络之中，由分层路由的路由器传送数据信息的就是树形拓扑类的设备；通信方式是点对点，

48、不受限于分层路由的是网格形拓扑类设备的网络之中。由物理层、网络层、应用层、应用汇聚层以及数据层共同搭建形成了ZigBee协议栈。调制、信息数据、频率这些东西调节变换是物理层的作用；为应用层提供接口的网络层；开发程序的应用层。短距离无线技术大致分为以下两类：一类为WLAN（无线局域网）；另一类为WPAN（无线个人区域网）。其中无线局域网是以太网这一类有线网的改进版，无线局域网设备可以用集成的方式置入于有线网之中，存在于有线网之中的无线局域网就像是有线网的部件，跟网络里面那些有线网设备一样，可以说是几乎没有什么区别。人们希望无线局域网可以实现通信距离和数据速率的最大化。相对比之下，无线个人区域网目的是为了给那些存在于某个区域的单独的个人提供更加优良高效的无线通信技术，并不依赖于任何的基础设施。这种被提供无线技术的区域可以称它为个人操作区域（POS），这是一种无线的球形区域，半径是33英尺，也就是