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1、常州机电职业技术学院毕业设计论文作 者： 周臻元 学 号： 50911220 系 部： 信息工程系 专 业： 计算机网络技术 题 目： 无线传感器网络在智能家居安防系统中应用 -中央控制平台模块设计 指导者：顾卫杰评阅者： 2021年 4 月 毕业设计论文中文摘要智能家居系统是由智能家居安防系统、网络效劳系统和家庭自动化系统等子系统组成家庭综合效劳与管理集成系统。其中，智能家居安防系统担负着保护人们生命财产平安职责因此成为智能家居系统首选组成局部。论文采用了一种“系统控制中心+ZigBee无线传感器网络方案对系统进展了总体设计。介绍了方案总体框架，并对系统各组成局部进展了详细阐述。系统采用Zi
2、gBee技术构建家庭监控网络，并设计了ZigBee网络节点应用程序。系统控制中心以PXA270为处理器，通过与之相连接ZigBee模块，接收家庭内部网络采集到报警信息;再通过GPRS模块以短信或彩信形式实现报警及控制信息远程传输。关键词：智能家居安防系统，网络节点，远程传输毕业设计论文外文摘要Title：The Application of Wireless Sensor Networks in Security System of Smart Home -The Design of Center Control Platform Module Abstract：Smart home syst
3、em is composed of intelligent home security systems, network services, systems and home automation systems, subsystems and integrated services of family management integration system. Among them, the intelligent home security system to protect people charged with the responsibilities of life and pro
4、perty become the first choice for the smart home system components.Paper uses a system control center + ZigBee wireless sensor network program of the overall system design. Describes the programs overall framework and system components were described in detail.System using ZigBee technology to build
5、 home monitoring networks, and design of ZigBee network node applications. System control center for the PXA270 processor, connected with the ZigBee modules, networking within the family gathered to receive the alarm information; through SMS or MMS GPRS module to form an alarm and remote control inf
6、ormation transmission.Keywords ：Intelligent household security system, network nodes, remote transmission 目录1 绪论11.1 研究背景11.2 选题意义和目31.3 论文主要工作和构造42 关键技术介绍5网络简介52.2 ZigBee协议62.3 ZigBee网络拓扑构造72.4 ZigBee网络自适应机制93 传感器节点和网关设计113.1 系统功能113.2 系统构造113.3 系统开发环境114 智能家居安防子系统中央控制平台总体设计134.1 控制平台功能与构造134.2 涉及到
7、软硬件介绍175 智能家居安防子系统详细设计195.1 硬件设计195.2 软件设计245.3 Web远程控制316 系统功能测试35总结36致谢37参考文献371 绪论随着我国国民经济和人民生活水平不断提高，人们越来越追求高品质生活，对居住环境舒适性，便利性，平安性也有了更高要求。进入二十一世纪，社会信息化进程在逐步深入，人们充分享受信息时代下工作、生活便利。计算机技术，网络技术，及其应用迅猛开展和日趋成熟，为人们更高生活需求提供了有效手段。计算机和计算机网络，不仅给人们生活带来极大便利，还实现了人类一直以来跨越空间限制梦想。目前智能家居是一般指在家庭范围内，实现信息设备，通信设备，娱乐设备
8、，家用电器，自动化设备，照明设备，监控设备，以及水、电、气、热表等设备、家庭求助报警设备互联和管理，以及数据和多媒体信息共享系统，将各种与家庭生活工作相关子系统有机结合在一起组成一个舒适环境，是数字化家庭开展方向。其相关技术研究成为了IT技术领域一大热点。智能家居系统应用和普及更将大大提高人们生活质量，改变我们工作和生活方式。1.1 研究背景随着科学技术开展和人民生活水平不断提高，越来越多智能家电产品和高科技产品进入了我们生活。同时，人们生活理念也在发生着变化，家居生活网络化与智能化成为人们新需求，智能家居系统也由此成为了目前世界范围内一个热门研究领域。智能家居是以家庭住宅为平台，融合计算机、
9、信息家电、网络通信和自动控制等技术，将与家庭生活相关各种应用子系统有机地结合起来，为人们提供更加舒适、便捷、高效和平安现代居住环境。从目前开展趋势来看，在未来20年时间里，智能家居行业将成为中国主流行业之一。智能家居系统是由家居安防系统、网络效劳系统和家庭自动化系统等子系统组成家庭综合效劳与管理集成系统。其中，家居安防系统担负着保护人们生命财产平安职责，由此成为智能家居系统首要组成局部，其市场开展前景是非常广阔智能家居安防系统，是指由各种先进、智能化电子保安设备对住宅各要害部位进展多种监测、一旦监测到异常情况就触发报警效劳智能系统；它集防盗、防劫、防火、防燃气泄漏等功能于一体，一旦遇到异常即刻
10、自动报警，系统中各安防设备相互通信配合，让居住者高枕无忧闭。 智能家居安防系统应用需求家居安防涵括众多子系统，以视频监控系统为例，在设计方案时，必须同时依据国家法规及结合业主需求，充分考虑系统应用平安性。以下是设计方案时需要兼顾几点普适性思路：安防监控系统设置要全面，考虑要周全，堵住防范漏洞，制造平安居住环境；在整体防范要求上，对家中各个位置进展重点监视；在发生警情时必须能立即通过防范系统掌握警情、案发现场具体情况以及采取相应措施。也就是说，必须快速准确地做出反响；系统技术先进，功能齐全，操作使用维修维护方便；具有良好兼容性、易扩展性；具有良好性价比。具体来说，在实际工程中，根据建筑物具体布局
11、，需要设计多重防护，要注重人防和技防结合。首先，在大门口设置摄像机，作为第一道防护屏障。其次，在各个房间门口设置摄像机，作为整个建筑体第二道防护屏障。另外，还要结合周界防范、可视对讲、电子巡更及报警系统等形成更多重防护屏障。通过层层设防，人防与技防结合，设计出一个性价比高、功能实用、设计全面、平安防护水平高综合管理体系，使管理、保安人员能快速反响各类突发事件，并提供准确现场资料。 智能家居安防系统研究及应用现状智能家居与安防子系统包括：闭路监控电视子系统、门禁子系统和入侵报警子系统。在众多子系统中，闭路电视监控系统在智能家居安防中比重越来越大。在家中，视频监控主要安装在出入口，将图像传送到信息
12、中心平台，进展统一全方位监控监测，形成幕帘状戒备面包围建筑，以立体空间监视建筑内部，使管理人员全面掌握建筑内各处动态，阻止治安事件发生，并为迅速排除治安事件提供科学依据。从平安上考虑，在一个大型小区中，监控系统已经不再是小范围完成音视频监控功能便可了，它需要集成报警，实现多系统联动。并且，随着网络开展，数字化监控获得更快速开展，安防监控与110报警中心联动开场得到应用。总来说，方案必须要综合考虑各种因素，使系统到达平安可靠、技术先进、功能齐全、性价比高、操作维护简便等效果。1.2 选题意义和目 本课题研究意义在我们日常生活中，平安是至关重要，离开了平安，那么生活就会毫无幸福、快乐可言，它关系到
13、每个人生活及财产是否得以保障，没有人希望自己辛辛苦苦得来成果、所拥有一切在突然间变得一无所有。所以说平安是美好生活前提条件，平安标志着生活质量。 我们所说安防，就是平安防范，是指防盗、防入侵、防火、防煤气泄漏等。传统住宅自我保护方式就是安装防盗门、防盗窗栏杆等，把住宅搞得像鸟笼一样，一旦发生火灾，反而变成了逃生障碍；要不就搞得像兵营一样，保安日夜到处巡视，也不知道谁是盗贼，谁是保安。这些，都是处于被动防卫，而降低犯罪有效率最有效方法就是预防，防患于未然。现在，随着生活水平逐步提高以及人们对家庭平安意识加强，一套可靠家庭安防系统已经成为人们生活必需品。随着社会形态成长，人口流动提速，安防监控形势
14、日益严峻。在现今社会形态，许多人普及缺少平安感。家就成了咱们最后港湾。然而，因为犯法份子已经将魔手伸向了每个死角，家也需要咱们来主动防范保护。于是，越来越多家庭选择了安装家庭安防体系来保障家平安。 本课题研究目智能家居安防系统是指通过各种报警探测器、报警主机、摄像机、读卡器、门禁控制器、接警中心及其它安防设备为住宅提供入侵报 警系统效劳一个综合性系统。包含了三大子系统：闭路监控电视子系统、门禁子系统和入侵报警子系统。另外需要说明是一个好家庭安防系统是需要一个综合型接警中心。如果发生盗贼闯入、抢劫、烟雾、燃气泄漏、玻璃破碎等紧急事故，传感器就会立即获知并由报警系统即刻触发声光警报以有效阻吓企图行
15、窃盗贼，而现场保安系统密码键盘立即显示相应报警区域，使您家人保持戒备；系统还会迅速向报警中心传送报警信息；报警中心接到警情后立即自动进展分辨处理，迅速识别判定警报类型、地点、用户，电子地图显示报警位置并瞬间检索打印用户报警信息，中心据此派出机动力量采取相应挽救措施；系统具备24小时防破坏功能并自我监视，一旦有任何被破坏迹象也会即刻报警。总之，无论白天黑夜，您离家在外还是在家休息，电子保安时时刻刻保护您平安。这正是您能为您家人、家庭、财产所做最有效平安防盗保护措施。通过在住宅内门窗及室内其他部位安装各种探测器进展昼夜控制，当监测到警情时，通过住宅内报警主机传送至智能管理中心报警接收计算机、接收将
16、 准确显示警情发生住户名称、地址和警报类型、提示保安人员迅速确认警情，及时赶赴现场，以确保住户和人身平安。同时，住户也可通过固定式紧急呼叫报警系统，在住宅内发生抢劫案件和病人突发疾病时，向智能化管理中心呼叫报警，中心可根据情况迅速处理。1.3 论文主要工作和构造论文按照上面所述研究内容组织章节，各章内容安排如下：第一章：绪论。介绍论文选题背景及研究意义，分析了智能家居安防行业开展动态和现有产品存在问题，以及论文研究内容及构造安排。第二章：关键技术介绍。主要介绍ZigBee，涉及到多个领域技术，本章介绍了实现智能家居安防系统所用到关键技术。第三章：传感器节点和网关设计。对ZigBee协议栈进展了
17、分析，给出了ZigBee无线传感器网络构建方法及网络节点设计。第四章：智能家居安防子系统中央控制平台总体设计。介绍了整个系统功能和构造，分别从软件和硬件两方面对系统控制中心设计进展了论述。第五章：智能家居安防子系统详细设计。从硬件、软件和Web平台介绍了安防系统应用。第六章：系统功能测试2 关键技术介绍网络简介IEEE 802.15.4网络是指在一个POS内使用一样无线信道并通过IEEE 802.15.4标准相互通信一组设备集合，又名LR-WPAN网络。在这个网络中，根据设备所具有通信能力，可以分为全功能设备(full-function device，FFD)和精简功能设备(reduced-f
18、unction device，RFD)。FFD设备之间以及FFD设备与RFD设备之间都可以通信。RFD设备之间不能直接通信，只能与FFD设备通信，或者通过一个FFD设备向外转发数据。这个与RFD相关联FFD设备称为该RFD协调器(coordinator)。RFD设备主要用于简单控制应用，如灯开关、被动式红外线传感器等，传输数据量较少，对传输资源和通信资源占用不多，这样RFD设备可以采用非常廉价实现方案。IEEE 802.15.4网络中，有一个称为PAN网络协调器(PAN coordinator)FFD设备，是LR-WPAN网络中主控制器。PAN网络协调器(以后简称网络协调器)除了直接参与应用以
19、外，还要完成成员身份管理、链路状态信息管理以及分组转发等任务。无线通信信道特征是动态变化。节点位置或天线方向微小改变、物体移动等周围环境变化都有可能引起通信链路信号强度和质量剧烈变化，因而无线通信覆盖范围不是确定。这就造成了LR-WPAN网络中设备数量以及它们之间关系动态变化。IEEE802.15.4网络是指在一个POS内使用一样无线信道并通过IEEE 802.15.4标准相互通信一组设备集合。在这个网络中，根据设备所具有通信能力，可以分为全功能设备(Full-Function Device，FFD)和精简功能设备(Reduced-Function Device，RFD)。FFD设备之间以及F
20、FD设备与RFD设备之间都可以通信。RFD设备之间不能直接通信，只能与FFD设备通信，或者通过一个FFD设备向外转发数据。这个与RFD相关联RFD设备称为该RFD协调器(coordinator)，RFD设备主要用于简单控制应用，如灯开关、被动式红外线传感器等，传输数据量较少，对传输资源和通信资源占用不多，这样RFD设备可以采用非常廉价实现方案。 ZigBee协议无线传感器网络节点要进展相互数据交流就要有相应无线网络协议(包括MAC层、路由、网络层、应用层等)，传统无线协议很难适应无线传感器低花费、低能量、高容错性等要求，这种情况下，ZigBee协议应运而生。Zigbee根底是IEEE 802.
21、15.但IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，因此Zigbee联盟扩展了IEEE，对其网络层协议和API进展了标准化。Zigbee是一种新兴短距离、低速率无线网络技术。主要用于近距离无线连接。它有自己协议标准，在数千个微小传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少能量，以接力方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们通信效率非常高。Zigbee是一个由可多到65000个无线数传模块组成一个无线数传网络平台，十分类似现有移动通信CDMA网或GSM网，每一个Zigbee网络数传模块类似移动网络一个基站，在整个网络范围内，它们之间可以进展相互通信；每个网络节点间距离可以从标
22、准75米，到扩展后几百米，甚至几公里；另外整个Zigbee网络还可以与现有其它各种网络连接。通常，符合如下条件之一应用，就可以考虑采用Zigbee技术做无线传输：需要数据采集或监控网点多；要求传输数据量不大，而要求设备本钱低；要求数据传输可性高，平安性高；设备体积很小，不便放置较大充电电池或者电源模块；电池供电；地形复杂，监测点多，需要较大网络覆盖；现有移动网络覆盖盲区；使用现存移动网络进展低数据量传输遥测遥控系统；使用GPS效果差，或本钱太高局部区域移动目标定位应用。值得注意是，在已经发布ZIGBEE V1.0中并没有规定具体路由协议，具体协议由协议栈实现。ZigBee一开场是由Honywe
23、ll所发起，ZigBee联盟成立于2001年8月。2002年下半年，英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司四大巨头共同宣布30，它们将加盟“ZigBee联盟，以研发名为“ZigBee下一代无线通信标准，这一事件成为该项技术开展过程中里程碑。到目前为止，除了Invensys、三菱电子、摩托罗拉和飞利浦等国际知名大公司外，该联盟大约已有150家成员企业，并在迅速开展壮大。其中涵盖了半导体生产商、IP效劳提供商、消费类电子厂商及OEM商等。基于IEEE802.15.4标准，可在数千个微小传感器之间实现相互协调通信。另外，采用接力方式通过无线电波将数据从一
24、个传感器传到另一个传感器，可使得通信效率非常高。一般而言，随着通信距离增大，设备复杂度、功耗以及系统本钱都在增加。相对于现有各种无线通信技术，ZigBee技术低功耗、低速率是最适合作为传感器网络标准。2.3 ZigBee网络拓扑构造ZigBee根底是IEEE802.15.4，这是IEEE针对低速无线个人区域网(Low-Rate Wireless Personal Area Network，LR-WPAN)工作组一项标准，被称作IEEE802.15.4(ZigBee)技术标准。该标准把低能量、低速率和低本钱作为重点目标，旨在为个人或家庭范围内不同设备之间低速互联提供统一标准。其典型传输数据类型有
25、周期性数据(如传感器数据)、间歇性数据(如照明控制)和重复性低反响时间数据(如鼠标)。IEEE802.15.4标准是一种经济、高效、低数据速率(250kbps)、工作在2.4GHz和868/915MHz无线技术，网络层以上协议由ZigBee联盟制定，IEEE802.15.4负责物理层和链路层标准。完整ZigBee协议套件由高层应用标准、应用会聚层、网络层、以及数据链路层和物理层组成。(1)物理层。物理层主要功能包括：激活和休眠频收发器，信道能量检测，信道接收数据包链路质量指示，空闲信道评估，收发数据。(2)数据链路层IEEE802系列标准把数据链路层分为媒质接入层MAC和逻辑链路控制层LLC。
26、IEEE802.15.4MAC子层支持多种LLC标准。MAC子层使用物理层提供效劳实现设备之间数据帧传输；而LLC子层在MAC子层根底上，给设备提供面向连接和无连接效劳。MAC子层功能具体包括：协调器产生并发送信标帧，普通设备根据协调器信标帧与协调器同步；支持PAN网络关联和取消关联；支持无线信道通信平安；使用CSMA-CA机制；支持保护时隙(GTS)机制；支持不同设备MAC层之间可靠传输。LLC子层功能包括：传输可靠性保障和控制；数据包分段与重组；数据包顺序传输。在IEEE802.15.4网络中，有一个称为PAN网络协调器(PAN coordinator)FFD设备，是LR-WPAN网络中主
27、控制器。PAN网络协调器除了直接参与应用以外，还要完成成员身份管理、链路状态信息管理以及分组转发等任务。(3)IEEE 802.15.4网络可以根据应用需要可以组织成星型拓扑构造网络，还可以组织成点对点网络，如以下图2-1所示。在星型构造中，所有设备都有中心设备PAN网络协调器通信。在这种网络中，网络协调器一般使用持续电力系统供电，而其他设备采用电池供电。星型网络适合家庭自动化、个人计算机外设以及个人安康护理等小范围室内使用。图2-1与星型网络不同，点对点网络只要彼此都在对方无线辐射范围之内，任何两个设备之间都可以直接通信。点对点网络中也需要网络协调器，负责实现管理链路状态信息，认证设备身份等
28、功能。点对点网络模式可以支持Ad hoc网络，允许通过多跳路由方式在网络中传输数据。不过一般认为自组织问题由网络层来解决，不在IEEE 802.15.4标准讨论范围之内。点对点网络可以构造更复杂网络构造，适合于设备分布范围广应用，比方在工业检测与控制、货物库存跟踪和智能农业方面有非常好应用前景。(4)IEEE802.15.4网络协议栈基于开放系统互连参考模型(OSI)，每一层实现一局部通信功能，并向上层提供效劳。IEEE802.15.4标准只定义了物理层(PHY)和数据链路层MAC子层。PHY层由射频收发器以及底层控制模块构成。MAC子层为高层访问物理信道提供点到点通信效劳接口。MAC子层以上
29、几个层次，包括特定效劳聚合子层(Service Specific Convergence Sublayer，SSCS)，链路控制子层(Logical Link Control，LLC)等，只是IEEE802.15.4标准可能上层协议，并不在IEEE802.15.4标准定义范围之内。SSCS为IEEE802.15.4MAC层接入IEEE802.15.4标准中定义LLC子层提供聚合效劳。LLC子层可以使用SSCS效劳接口访问IEEE 802.15.4网络，为应用层提供链路层效劳。物理层定义了物理无线信道和MAC子层之间接口，提供物理层数据效劳和物理层管理效劳。物理层数据效劳从无线物理信道上收发数据
30、，物理层管理效劳维护一个由物理层相关数据组成数据库。在IEEE802系列标准中，OSI参考模型数据链路层进一步划分为MAC和LLC两个子层。MAC子层使用物理层提供效劳实现设备之间数据帧传输，而LLC子层在MAC子层根底上，在设备间提供面向连接和非连接效劳。2.4 ZigBee网络自适应机制 网络负载问题所谓网络自适应机制主要是为解决网络负载平衡而专门为zigbee网络而设置一种均衡机制。该机制对zigbee网络主要在这两种情况下适应：一种是网络形成时是网络负载均衡，另一种是网络形成后网络自我调节负载均衡。当zigbee网络形成时，假设终端设备节点参加网络主设备过程无约束无组织，这样就会使主设
31、备所参加终端设备数量出现很大差距，进而使主设备处理所负载所有终端设备通讯数据有很大差距,这样在大量节点长时间通讯时就更会出现网络负载不均衡现象，使整个网络数据在各个设备间传输时出现严重不平衡状态，一个主设备数据已经传输完毕，而另一个主设备还有大量数据要处理，中心设备等待少量主设备数据而不能进展下面工作，造成zigbee网络数据传输瓶颈问题。为了解决这一问题在网络建立时采用一种机制zigbee网络自适应使整个网络中主设备负载均衡，解决网络瓶颈问题。另一方面在网络建立后由于种种原因,比方网络终端设备脱离网络，终端设备出现故障等。这些都有可能引起网络不均衡,网络数据传输瓶颈问题，当出现这种现象时自适
32、应机制也要能使网络各个局部负载均衡。 均衡过程(1)对于中心设备在建立网络过程时发起网络建立消息。使各个主设备参加网络，这时中心设备封闭所有主设备终端设备参加信号，计算单位时间内各个主设备数据总量，并计算单位时间内数据值，存储该值，扫面存储所有主设备这个值，搜索一个最小值，翻开相对应主设备终端设备参加信号，一个设备参加，关闭该信号，再重新扫描所有主设备这个值，再搜索一个单位时间内数据值最小一个主设备翻开终端设备参加信号，承受终端设备参加，反复操作，直到所有终端设备参加整个网络，建立起整个zigbee网络，这时记下最大值和最小值之间差值。在网络建立后通讯过程中设置定时器定期扫面所有主设备单位时间
33、内通讯数据值，假设最大值和最小值差大于差值，那么就让最大值相对应主设备某个终端设备脱离该主设备而参加最小值主设备，如此反复使网络始终处于一个平衡状态。(2)对于终端设备来说，按一定采集频率采集数据发送到主设备，主设备把所有终端设备数据全部发送到中心设备，中心设备存储这些数据处理。 结果分析Zigbee大型网络搭建需要一定环境,在软件模拟情况下对所设计自适应机制进展测试，在三种状态下对自适应机制进展测试,分别是理想状态、自适应机制状态和无自适应机制状态，得到zigbee网络数据处理效率图：理想状态下效率自适应网络的效率无自适应网络的效率0TatolDate2-2 Zigbee网络数据处理效率图z
34、igbee自适应机制网络与无自适应机制情况下相比通讯效率要高多，有效解决了zigbee网络在数据传输中瓶颈问题。3 传感器节点和网关设计3.1 系统功能智能家居安防系统主要由前端传感器、网络信号传输系统和系统控制中心等组成。它是一个综合性应用系统，涉及网络技术、嵌入式技术和传感器技术等多方面技术，主要包括被动式热释电红外传感器、门磁传感器、感烟传感器、感温传感器、可燃气体传感器等。3.2 系统构造智能家居安防系统可以在物业管理、消防、水、电、煤等方面提供多方位效劳，为人们提供高效、平安、便利生活空间，给用户带来全新时尚、舒适、智能生活体验。红外烟雾可燃气体感温控制节点控制节点控制节点控制节点终
35、 端 节 点控制平台中心图3-1 智能家居系统构造模拟图3.3 系统开发环境CodeBlocks是一个免费开源功能强大跨平台标准C+集成开发环境，在同类IDE中，算得上时佼佼者。虽然Code Blocks从一开场就追求跨平台目标，但是最初开发重点是Windows系统下版本，从06年3月21日版本：1.0 revision 2220开场，CodeBlocks在它每日构建中正式提供Linux版本分两个版本：ubuntu.deb和fc4.rpm。这样 CodeBlocks在1.0发布时就会是跨越平台C/C+IDE，它将支持Windows和Linux主要版本。长期以来C+开发员在Linux没有好用、通
36、用C+ IDE局面就要完毕。而这个IDE对于Windows下用户同样重要，由于它开放源码特点，Windows用户可以不依赖于VS.NET，编写跨平台C+应用。CodeBlocks提供了许多工程模板，这包括：控制台应用、DirectX应用、动态连接库、FLTK应用、GLFW应用、Irrlicht工程、OGRE应用、OpenGL应用、QT应用、SDCC应用、SDL应用、SmartWin应用、静态库、Win32GUI应用、wxWidgets应用、wxSmith工程，另外它还支持用户自定义工程模板。在wxWidgets应用中选择UNICODE支持中文。CodeBlocks支持语法彩色醒目显示，支持代码
37、完成目前正在重新设计过程中支持工程管理、工程构建、调试。CodeBlocks支持插件，目前插件包括代码格式化工具AStyle；代码分析器；类向导；代码补全；代码统计；编译器选择；复制字符串到剪贴板；调试器；文件扩展处理器；Dev-C+ DevPak更新/安装器；DragScroll，源码导出器，帮助插件，键盘快捷键配置，插件向导；To-Do列表；wxSmith；wxSmith MIME插件；wsSmith工程向导插件；WindowsXP外观。CodeBlocks具有灵活而强大配置功能，除支持自身工程文件、C/C+文件外，还支持AngelScript、批处理、CSS文件、D语言文件、Diff/P
38、atch文件、Fortan77文件、GameMonkey脚本文件、Hitachi汇编文件、Lua文件、MASM汇编文件、Mathlab文件、NSIS开源安装程序文件、OgreCompositor脚本文件、Ogre Material脚本文件、OpenGL Shading语言文件、Python文件、Windows资源文件、XBase文件、XML文件、nVidiacg文件。识别Dev-C+工程、MS VS 6.0-7.0工程文件，工作空间、解决方案文件。CodeBlocks基于wxWidgets开发，正表达了wxWidgets强大。以前Borland C+ Builder X宣称基于wxWidget
39、s开发跨平台、兼容性好、最优秀C+ IDE环境，但没有实现；现在Code:Blocks+GNUGCC正在实现这个理想。让我们拭目以待。国内CodeBlocks爱好者和跨平台开发员应该尽快建立中文CodeBlocks网站，提供CodeBlocks中文化支持，促进CodeBlocks在国内开展。4 智能家居安防子系统中央控制平台总体设计4.1 控制平台功能与构造家庭监控网络可以看作是一种传感器网络，网络节点和各种与家庭环境相关传感器相连，可以随机或固定地布置在需要监控环境中。各节点之间通过特定协议自组织起来，获取家庭环境信息并且相互协同工作，完成对家庭环境进展监控任务。家庭监控网络具有传输数据量较
40、小、要求数据传输实时性好、网络容量大等特点，而且还应保证数据传送过程中平安性和可靠性。根据家庭监控网络特点，本文设计家庭监控网络架构如下图。其中，网络中终端节点构成了信息采集模块，各个终端节点连接监测家庭环境传感器等设备，负责将收集到安防信息通过路由节点发送至系统控制中心。图4-1 家庭监控网络图4-2 家庭网络监控节点图目前，家庭监控网络主要包括有线和无线两种实现方式。随着大量、廉价和高度集成无线模块普及，无线网络技术应用于家庭监控网络已经成为势不可挡趋势。这不仅仅因为无线网络可以提供更大灵活性，省去了花在综合布线上费用和精力，而且它更符合家庭监控网络通信特点。 短距离无线通信技术选择由于家
41、庭监控网络覆盖范围仅限于家庭内部，所以对于通信距离要求不高;在家庭监控网络中传输数据只是一些报警信息，数据量很小，因此对于数据传输速率要求也不高家庭监控网络中各个节点分布在每个家庭需要监控区域，节点比拟分散，采用电池供电，因此要求网络节点功耗不能太大。蓝牙(BlueTooth)主要应用于高效劳质量、多样任务周期、中等数据传输率平等静态具有活泼节点无线网络中，它传输距离和功耗都无法满足家庭监控网络要求。Wi-Fi主要应用于有稳定电源，要求较高数据处传输速率场合。它是一种高速率传输协议，用在家庭监控网络上有些大材小用，而且价格昂贵、功耗太大。Z-ware主要应用于中等数量设备、不频繁使用、小数据量
42、场合酮，比拟适合用于构建家庭监控网络。然而各国对无线频段使用都有严格规定，大局部频段需要许可才可以使用，不过各国无线电管理部门也规定了一些不需要许可就可以使用频段。中国目前可以使用免费频段是433MHZ、2.4GHZ和整个低于135kHz频段。Z-ware工作频段在国内不属于免费频段，因此，Z-ware技术也不适合组建本系统家庭监控网络。而ZigBee那么主要是应用在低能耗、低花费静态及动态具有很多活泼节点无线网络中。它看起来更接近于蓝牙，但比蓝牙更为简单，具有更低传输速率和功率消耗，大多数时间处于睡眠状态，尤其适用于那些不需要实时传输或连续更新场Z根据上述各种技术特点，本系统最终选用ZigB
43、ee技术构建智能家居监控网络。ZigBee技术根本解决了现有无线家居安防系统存在一些问题，更符合家庭监控网络要求：(1)采用ZigBee技术构建家庭监控网络，防止了综合布线麻烦，也减少了系统安装本钱。(2)ZigBee网络是主从式网络，最多可以支持超过64，000个ZigBee网络节点，符合家庭监控网络要求，同时也足以满足系统扩展要求。(3)ZigBee芯片是超低功耗无线收发芯片，而且具有休眠模式，加之设备搜索、休眠激活和信道接入时延都很短，减少了电池使用本钱。(4)ZigBee媒体接入控制层(MAC层)采用CSMA/以接入算法，避开了发送数据竞争和冲突，而且MAC层支持确认数据传输模式，如果
44、传输过程中出现问题可以进展重发，从而建立起可靠数据通信模式。(5)ZigBee采用直接序列扩频技术保证信号传输，防止了在2.4GHz公用频段干扰，也解决了现有无线安防产品采用ASK调制技术所造成同频干扰问题。(6)ZigBee提供了基于循环冗余校验(CRC)数据包完整性校验，支持鉴权和认证，并在数据传输中采用AES一128加密技术，保证了安防系统平安性能。 ZigBee开发平台建立ZigBee提供了一个标准化网络和应用框架，可以在此根底上建立应用而无须担忧联网和射频问题烦扰。然而，单靠其自身，ZigBee标准化框架不能保证产品顺利开发。为了创立兼容ZigBee应用，不同供给商提供了各种各样产品
45、，包括RF收发器、微控制器、闪存ROM、供给商专有协议栈和应用开发工具。为了使系统具有更好兼容性和可扩展性，系统采用了一个集成硬件/软件平台来进展设计和开发。 信息采集模块技术方案信息采集模块最为主要目就是将传感器所采集到报警信息通过ZigBee网络发送给系统控制中心，它为智能家居安防系统提供了进展处理和决策所必需原始信息。因此，它是智能家居安防系统中关键环节。信息采集模块又可以分为防盗、防燃气泄漏和防火几个功能模块，各个功能模块都是由传感器节点构成。用户可以根据自己需求选择不同功能模块，这样既可以最大化地满足用户需求，又可以减少系统本钱。传感器节点通用硬件构造形式如下图。CC2430芯片内置
46、有增强型8051微控制器，通过其1/0口就可以读取传感器单元输出数字信号；供电单元采用是电池供电；而传感器单元那么根据不同功能需求，采用了不同传感器。图4-3 信息采集模块构造图传感器获得信息正确与否，直接影响整个系统精度，如果传感器误差较大，那么随后测量电路、放大电路以及微处理器准确度再高也是徒劳，因此正确选用传感器尤为重要。在设计和选用传感器时重点考虑以下几个方面因素：(1)测量条件。如果传感器选择不当将会降低系统可靠性。为此，要从系统总体考虑，明确使用目以及使用传感器必要性。这首先需要明确传感器测量条件，测量条件包括:测量目，测量范围，输入信号带宽，要求精度，测量所需要时间等。(2)传感
47、器性能。设计和使用传感器时要考虑传感器以下性能:精度、稳定性、响应速度、模拟信号或者数字信号、输出量及其电平和被测量对象特性影响等。(3)传感器使用条件。传感器使用条件包括传感器设置场所、环境、与其它设备连接方式以及供电电源容量等。4.2 涉及到软硬件介绍 主要硬件(1)中央处理器系统控制中心硬件局部是以中央处理器为核心，因为所有设备控制、任务调度、通信协议转换和数据收发等任务都需要中央处理器来完成，所以处理器选择在系统控制中心设计中是至关重要。以往安防系统绝大多数是由单片机控制，但随着新功能不断增加和性能不断提升，单片机处理能力已经不能满足系统需求。处理器选择主要考虑下面几方面因素:是否便于实现；是否能提供足够性能；是否有适宜操作系统支持;是否有大量适宜开发工具支持。除了上述通用选型标准外，由于本系统可以作为智能家居系统中一个子系统，系统控制中心不仅可以处理安防系统数据信息，还可以作为智能家居控制器来使用。因此，处理器应该具有较高工作频率及大容量片内存储器以满足快速处理功能；要具有大量I/O接口，以满足扩展性要求；片内集成众多外设控制器，以实现外设连接而不增加其他外部控制器；要具有良好电源管理功能，以到达最小功耗控制。(2)GPRS