基于云服务器ECS和ZigBee的智能家居系统设计与实现

【摘要】：近些年,随着人们生活水平的提高和互联网技术的发展,国家将“绿色城市”和“智慧城市”的概念提到了新的高度,智能家居行业蓬勃发展。但市场上现有的智能家居产品缺乏统一的标准和平台,且安全性低、灵活性差、用户操作繁琐。因此对智能家居系统的深入研究有非常重要的应用价值。本文首先对近距离无线通信方案和远距离无线通信方案进行了比较和选择,并对家居系统中常用的一些关键技术进行了深入研究,最终确定了基于云服务器ECS和ZigBee的智能家居系统总体结构设计方案,并从硬件和软件两方面完成了对智能网关、家居个域网和远程通信三大模块的设计。智能网关模块部分,本文通过对常用的网关芯片进行选型,设计了以ESP8266芯片为主控核心的家庭网关,并编程实现了网关与云服务器端以及网关与协调器节点间的双向通信;家居个域网模块部分,本文在对ZigBee技术进行深入研究的基础上,设计了包括温湿度传感器、光敏传感器、气体传感器、红外传感器、继电器和步进电机等模块在内的终端采集和控制系统,并基于Z-Stack协议栈完成了ZigBee协调器节点和ZigBee终端节点的软件设计;远程通信模块部分,本文深入研究了云服务器ECS在智能家居系统中的应用,基于Android开发了客户端App,基于MFC开发了服务端应用软件,最终借助云服务器ECS的公网环境实现了智能家居系统的远程通信功能。最后,在实验室环境下对系统进行了功能测试,测试内容主要包括登录模块功能测试、环境参数采集模块功能测试、智能安防模块功能测试和家电控制模块功能测试四部分。测试结果表明,系统成功实现了预期目标,且稳定可靠、操作便捷,具有一定的市场应用前景和实用价值。