2方案设计

2。1 方案设计要求

（1）温湿度的数据监测：对室内的温湿度能有通过传感器采集并通过软件界面显示出来，从而能够实现对温湿度的检测。

（2）智能插座和开关：部分家居设备的启动和关断都能够通过智能插座、智能开关来进行控制。

（3）烟雾报警：对室内气体浓度的检测以及报警功能。

（4）门禁报警：能够根据通过人体感应实现家居安全监控，根据是否有人进入，采取报警措施，以达到提醒住户的目的。

2。2 ZigBee技术原理

ZigBee技术起源于蜜蜂之间信息传递的方式，蜜蜂之间通过跳ZigZag行舞蹈进行简单的信息传递[8]。ZigBee技术具有功率损耗小、通信距离近、复杂度相对较低等特点。著名的IEEE802。15。4工作组于2000年成立，将研究无线通信技术标准作为自己的主要研究方向[10]。ZigBee技术有三个工作频段，工作频段越高对应的数据传送能力也越强。ZigBee信号的覆盖距离一般在100m以内[3]，将节点的频率增大就能够增大覆盖距离,同时ZigBee技术包含了很多特点，这些的特点能够更加方便系统的设计，对于现实应用也有很大的作用。ZigBee技术特点如下[11]：

（1）可靠性

ZigBee的MAC层使用的是CSMA/CA接入算法，这种算法能够避免数据间的冲突和竞争。只有在接收方确认之后，才能将数据包进行发送。

（2）大容量

ZigBee网络的星型网能包含255个网络节点，在小范围内，ZigBee网络最多能有100个，如果网络中存在协调器，那么整个网络的ZigBee网络节点就可以超过64000个，而且每个协调器都能相互连接，网络组成十分灵活。

（3）低功耗

ZigBee的网络传输的数据一般都比较小，所以在节点正常工作的时候，数据的收发时间都很短，节点在没有工作的时候，一般都处于休眠状态，能够最大程度的减少功耗。

（4）时延短

一般ZigBee设备从休眠模式激活的时间为15ms，搜索设备时间为30ms，在通信和模式启动上的时延都很短，所以ZigBee设备能够应用在时延要求很短的系统中。

（5）低成本论文网

ZigBee设备结构简单，能够使用8位单片机等一些小规模器件，同时使用ZigBee协议不需要付费，大大降低了研发和生产成本。

（6）安全性高

ZigBee技术能够准确的校验数据，在加密方面更是采用了AES-128的加密算法,更加确保了ZigBee的安全性。

2。3 当前的无线通信技术

（1）蓝牙技术:

蓝牙技术采用的是跳频技术，蓝牙设备之间的信息传递不需要依靠基站，并且传输速率很快，在100m以内能够可靠的传输信息，但是单个蓝牙设备最能只能与7个其他设备相连[4]，形成的网络规模较小，不能广泛的传播。

（2）WIFI技术：

WIFI技术是时下最为流行的一种无线通信技术，在WIFI的覆盖面以内，网络内的数据传输速度相当快，WIFI一般信息传输距离在100～300m，传输的速率最高可达54Mbps[13]。WIFI技术的实现是建立在大量的功耗的基础上，并且WIFI技术的射频和基带协议极其复杂，与ZigBee技术相比，WIFI技术成本较高，并不适用于设计智能家居这样低成本与低功耗的系统。

（3）红外技术：

红外技术实现点对点的通信，在这两点之间不能存在任何障碍物，一般最大的可通信距离是10m，数据传输速率为4～16Mbps。红外技术的红外技术的网络具有能量损耗小，能够容纳多设备，安全保障高等优点，这些优点对于许多专门的应用有很大的帮助，特别是在军事和医疗上。红外技术的不足之处在于传输距离短，无线组网能力较弱，在无线通信方面，只能作为一种辅助技术。