基于ZigBee和WiFi的智能语音家居控制系统

电子信息技术的高速发展为智能家居控制系统的设计提供了多样化选择,传统的智能家居无线组网方式更多地偏向于WiFi单种无线组网方式,相较于ZigBee组网技术WiFi技术在功耗、成本以及空间覆盖面上都存在一定的弊端。为了兼具低功耗、低成本、空间覆盖面广的特点,本文设计了一种混合了ZigBee及WiFi技术的混合式组网智能语音家居控制系统。该系统以STM32系列单片机作为主控芯片,感知层以ZigBee技术作为传感器的无线组网方式,网络层结合了ZigBee与WiFi技术开发了物联网网关,由网关统一进行数据转发,应用层则主要使用了SpringBoot框架及Vue框架开发了一个控制页面负责实时显示数据和远程控制硬件设备,同时在系统设计中加入语音控制模块提高了用户体验。本系统高效、节能、便捷,兼具模块化、自动化和智能化,可以实现对家庭室内环境参数指标进行采集和显示,为现代智能家居物联网系统设计提供了一种混合式无线组网方案。

基于ZigBee与WiFi的植物工厂环境数据采集系统设计

随着信息技术高速发展和物联网技术在农业农村的普及应用,数字农业设备的研发逐渐成为农业信息化产业关注的热门研究领域。在此背景下,文章设计了一种基于农业物联网的植物工厂环境精准采集系统。文章阐述了以ZigBee-WiFi模块为核心的系统功能总体结构,阐述了以CC2530和ESP8266为核心元件的硬件系统结构,阐述了Z-stack协议栈和OneNET平台的设计结构。经过调试与运行,本文设计的系统能够准确地、实时地采集植物工厂的环境参数数据。

ZigBee网络CSMA/CA协议及典型网络拓扑性能仿真分析

ZigBee网络在未来物联网行业尤其是智慧城市的建设中将得到广泛的应用。CSMA/CA协议用于节点间数据传输时的信道争用机制,利用ACK信号来避免冲突的发生。介绍了ZigBee网络技术特点,阐述了IEEE802.11MAC层的点协调功能PCF和分布协调功能DCF,分析了CSMA/CA协议尽量避免碰撞的机制和MAC层成帧效率。基于OPNET仿真平台,搭建了星型、簇型和网状型三种典型ZigBee网络拓扑,设置了仿真场景和节点属性,分析了不同拓扑结构、不同节点数对网络吞吐量的影响。结果表明,三种典型网络拓扑中,网状型网络的吞吐量明显高于其它两种网络,但无论哪种网络,其吞吐量都随着节点数的增多而呈下降趋势。因此,在ZigBee网络的实际应用中,需综合考虑网络布设的拓扑结构和合适的节点数,提高ZigBee网络的通信效率。

基于ZigBee协议的矿工体温无线监测系统

针对新冠病毒防疫的基本要求以及矿工的生命健康,设计了一种基于ZigBee技术的便携式体温无线检测系统。首先,由体温传感器、CC2530单片机(MCU)以及OLED显示屏组成的终端设备,对矿工的体温数据分别进行采集、处理和显示。其次,该系统通过CC2530 MCU组建的Mesh网络将处理后的数据经路由节点传输至协调器。最后,协调器汇聚所有终端设备的数据通过WiFi模块上传至OneNET进行记录和显示。通过该系统对矿工的体温进行实时监测,从而起到早发现、早隔离、早治疗的目的。实验结果表明:该系统可以较为准确地测量出矿工的体温数据,并且实时上传至云端服务器进行统计显示,具有一定的实用价值和现实意义。

基于ZigBee点对点通信的智慧路灯局域网设计

为解决路灯联网时采用NB-IoT方式联网成本高、采用ZigBee协议栈方式联网安装施工过程繁琐的问题,设计了一种成本低、安装简便、通信可靠的智慧路灯局域网。在通信标准IEEE802.15.4的基础上,利用ZigBee技术的点对点通信,针对路灯的使用情况设计了局域网组网协议。该局域网包含一个协调器和多达数千个网络节点。所有节点功能完全一致,可任意互换位置。试验表明,该局域网适用于智慧路灯监控系统,且通信可靠,比ZigBee协议栈的Mesh网络更易安装施工。

基于ZigBee和WiFi的土壤监测系统设计与实现

物联网的发展使得农业种植逐渐走向智能化。针对农业种植领域土壤温湿度、盐度监测过程中人工监测误差大和有线传输不方便的缺点,设计了基于ZigBee和WiFi技术的土壤监测系统。系统通过传感器采集土壤数据汇总到ZigBee网关,并利用WiFi模块上传到云服务器上,将数据保存到数据库中;最后基于Spring Cloud技术为移动端提供RESTful API接口数据支撑,并调用所有接口进而设计出移动端APP。系统实现了对土壤温湿度、盐度值的实时采集和远程监测,为种植人员查询土壤信息提供了便捷可靠的方式。

基于Zigbee无线传感网的量子通信路由协议的研究

该文将无线传感网Zigbee技术与量子通信结合,在ZBR(ZigBee Routing)路由算法基础上,提出针对量子通信改进的QZBR(Quantum-ZigBee Routing)协议,阐述了实现量子信道建立和量子信息传输的具体过程。QZBR改进协议在路由选择中融入了量子纠缠粒子对数的度量,采用反向同步法在路由发现后进行反向路由建立时同步建立量子信道,达到提高效率、减少控制消息数量和缩减量子信道建立时间的目的。

新型ZigBee-WiFi无线网关的设计及其抗干扰技术的研究

在智能家居的应用中,针对ZigBee与上位机需要通过线缆进行数据交换,而与其他智能设备交换数据须通过上位机中转的问题,设计一种新型ZigBee-WiFi无线网关,并对ZigBee与WiFi之间存在的干扰问题进行研究。采用频率捷变———信道跳转,通过对信道能量检测与扫描,跳转信道来减小或消除二者之间的干扰。实验表明,新型的ZigBee-WiFi无线网关在智能家居中的应用是稳定可行的。

基于WiFi和ZigBee的井下人员无线跟踪与定位系统的设计

针对现有矿山人员定位系统成本高、安装复杂、只能区域定位等问题,提出了一种基于WiFi和ZigBee技术的井下人员无线跟踪与定位系统的设计方案和一种符合矿山实际要求的基于一维线性空间的实时定位方法,详细介绍了该系统的软硬件设计。该系统采用WiFi技术组建无线语音局域网络,采用ZigBee技术组建无线传感器监测网络,通过井下综合分站同时发射WiFi和ZigBee无线信号,实现了井下实时通信信号和定位信号的覆盖。该系统已实际应用,效果良好。

一种用于设施农业的ZigBee-WiFi网关研制

为了满足设施农业中数据采集、无线传输和远程应用的要求,设计并实现了一种以STM32W108及AX22001为核心芯片的ZigBee-WiFi无线网关,该无线网关实现ZigBee与WiFi网络间的数据互通,拓展了设施农业装备的感知、监控范围。无线网关根据ZigBee、WiFi信号的频谱特性,采用信道选择和复用的方式减少ZigBee与WiFi间的信号互扰。测试结果表明,所实现的无线网关信号稳定,丢包率小,运行可靠,可满足设施农业装备数据采集和远程应用的需要。

基于zigbee+wifi的井下监控系统设计和实现

针对目前井下监控系统采用单一协议兼顾不到合理利用网络资源、降低能耗、提高传输速率等问题,设计了一种基于zigbee+wifi混合型协议的无线传感器网络监控系统。该系统采用zigbee协议传输非视频数据,通过分簇式链状无线网络上传到地面监控中心;采用wifi协议上传音视频信息,两者的结合最大限度的降低了单一wifi协议所带来的高成本、高功耗以及单一zigbee协议传输音视频数据实时性差的问题。实际应用效果表明,该混合型协议无线网络监控系统大大提高了系统的可靠性和安全性。

基于ZigBee与WiFi的无线智能照明系统设计

为了提高照明系统的使用效率,减少电能的浪费;设计了一种以TI公司的CC2530芯片与Ralink公司RT5350芯片为核心的,结合了ZigBee与WiFi技术的无线智能照明系统;该系统在控制终端与各照明节点之间构建混合型无线通信网络,并实现了将ZigBee网络与UPnP标准相结合;控制终端可实时监测各照明节点的状态,同时可发送控制命令到各终端节点;分析了系统的工作原理、硬件架构、软件设计;实验结果表明,该系统能够可靠地完成信息的采集与发送,误包率在50m范围内可控制在4.0%以内,系统具有误包率低,稳定可靠,成本低等优点,实现了照明系统的网络化管理。

基于ZigBee网状网络的分簇路由协议

ZigBee是一种短距离、低速率无线网络通信技术,ZigBee网状网的路由是建立在AODV协议基础上的。采取一种有效的路由协议并能减少路由的负载对于整个网络的负荷的减小非常关键。在ZigBee网状网的基础上,对AODV路由协议进行改进,提出一种新型的分簇路由协议AODV_Cluster,把整个ZigBee网络分成多个簇,一个簇的标签是根据簇首的短地址来实现的,而且同一个簇内的路由信息共享。仿真结果表明,协议既保持了AODV的优点,又提高了网络的可扩展性能,特别是在网络的节点数较多时,性能明显优于AODV。

基于ZigBee与WiFi相结合的温室环境监测系统设计

针对温室环境监测需求,提出了基于无线数据传输网络技术的温室环境监测系统.选择合适的传感器,结合CC2430主控芯片,采用ZigBee协议,通过星型网络实现主从节点之间数据采集和传输.同时,采用WiFi协议实现与上位机通信,通过LabVIEW实现监测系统的数据存储、处理和显示.

基于ZigBee与WiFi的环境智能传感系统研制

为克服传统有线温室环境监控系统的局限性,针对农业温室环境数据采集及远程应用的需求,提出了一种用于温室环境监控的智能无线传感系统。系统传感节点以MCU51为主控芯片,通过光强、温湿度及CO2浓度传感器实时采集环境参数,采集到的环境参数通过ZigBee网络传到系统的ZigBee-WiFi无线网关,该网关既是ZigBee网的协调器,又是无线WiFi的节点。通过网关转换,环境参数可以在Internet上得到应用。系统实现了温室环境的远程智能监控,无传统温室环境有线监控布线的繁琐,拓展了温室环境监控的应用范围。

基于ZigBee、以太网、WiFi技术的网关设计

针对适用于教学仪器市场的物联网产品比较少以及与学校自主研发产品不兼容的情况,设计并实现了基于无线传感网技术的测控子系统。该子系统由数据采集与控制节点、网关、服务器和上位机4部分组成。其中,网关是数据采集控制节点和服务器的通信桥梁。网关采用STM32F103VET63和CC2530双处理器架构。首次将逆向云算法应用到物联网网关中,使网关具有自适应性和智能性。详细介绍了测控子系统中网关架构、软硬件设计、通信协议和逆向云算法。实验结果表明,本设计能满足系统各项要求,具有良好的可靠性。

ZigBee-WiFi协同无线传感网络的节能技术

为使无线传感网络实现高效节能,提出一种新颖的基于ZigBee-WiFi协同方式进行的时钟同步机制。ZigBee无线传感节点可以通过内置的接收信号强度寄存器(RSSI),感知同一频段下WiFi周期性发送的信标帧,并用其作为参考时钟,通过补偿校正本地的时钟,但此方法校正后时钟偏差较大;在此基础上提出一种基于状态空间的时钟模型,采用卡尔曼滤波器和离散线性定常系统的二次型最优控制校正算法跟踪并校正状态变量,获得很好的时钟校正精度。分析时钟同步误差与校正周期的关系,综合多方面因素,与工业中常用的异步时钟机制进行对比,比较结果表明,该时钟同步机制使ZigBee网络节能效果显著提高。

基于ZigBee自组网Mesh网络的智慧路灯系统设计

针对ZigBee技术在智慧路灯系统中的应用问题,阐述了ZigBee的网络架构,剖析了星型、树型与网状结构在组网方面的优缺点,同时提出了基于ZigBee自组网的智慧路灯系统的总体架构,设计了核心模块电路结构。智慧路灯系统主要是对路灯地理位置信息、路灯灯光调节、工作状态监测、远程调控、路灯基础结构信息以及智慧路灯运营维护信息等资产进行管理。为测试硬件性能提供软件服务,提出软件设计思路与程序流程图。通过搭建ZigBee无线自组网络实验平台对智慧路灯的终端节点进行组网测试,采用网状拓扑组网,利用系统中的三种节点功能可以实现无线自组织局域网的基本特点。当节点网络中发生问题后,节点之间可以重新寻找能够通过的路由路径,并同时对数据实现传送,从而保证了系统中网络通信的安全性,也增强了网络系统的可靠性和抗干扰力。实验结果表明,文中所设计的ZigBee无线通信模块进行Mesh组网后,5 h后网络依旧稳定,通信数据传输流畅,丢包率降低约0.15%。

基于ZigBee和WiFi相结合的楼宇监测系统

ZigBee和WiFi各自具有明显的特点,并且许多特性具有互补性,将二者相结合具有很好的应用前景.提出了一种基于ZigBee技术和WiFi技术相结合的楼宇监测体系结构;研究了解决传感数据采集、坐标系统的建立、机器人的控制等关键技术的方法;实现了一种简单、易于实现、高效的基于能量均衡的分簇多跳路由算法,能够较好的提高传感器网络的生存期;实现了监测系统,并得到了实际应用.

基于ZigBee协议的温室环境无线测控系统

温室环境结合了房屋建筑结构、机电一体化工程及生物技术等。随着无线传感器网络技术的发展,把该技术应用到温室环境测控系统是当前可控环境农业研究的热点问题之一。介绍了一个基于ZigBee传输协议的温室环境无线测控系统的设计和实现,并应用到实验温室,给出了温湿度控制效果图,从曲线上可以看出控制效果比较满意。