摘 要摘 要随着信息技术的迅猛发展，室内环境越来越受到社会的关注，研究新型的室内环境检测系统也就变得尤为重要。近几年，特别是信息技术的迅猛发展，无线通信技术也有了较大的突破，无线通讯技术在智能家居系统的应用上也越来越广泛。基于此，本文利用ZigBee无线通信技术设计了室内环境检测系统。本文设计的室内环境监测系统，主要分为数据采集模块，通讯模块，人机交互模块。数据采集模块主要由温度、湿度、亮度、气体等传感器节点组成，负责采集温度、湿度、亮度及气体。通讯模块主要利用无线通讯和串口通讯传输采集的数据，无线通讯是两个CC2530之间实现数据的传输，串口通讯是CC2530和STM32之间的通讯。人机交互模块主要实现数据显示和语音播报的功能，实时显示和播报由各个传感器采集到的数据，以此来检测室内环境。经测试，本文实现的室内环境检测系统能快速、准确的采集-传输-显示室内环境数据，满足用户远程监测室内环境的需求。关键词：ZigBee；智能家居；嵌入式系统；室内检测目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本文的主要内容 3
第二章 系统所用平台及相关技术 4
2.1 系统所用平台 4
2.2 短距离无线通信技术——ZigBee 5
2.2.1 ZigBee技术的基本理论 6
2.2.2 ZigBee协议分析 7
2.2.3 ZigBee协议栈 7
第三章 室内环境检测系统框架设计 9
3.1 系统需求分析 10
3.2 系统功能定义 10
3.3 系统框架设计 11
第四章 室内环境检测系统硬件设计 13
4.1 数据采集模块 13
4.1.1 数字温湿度传感器DHT11 13
4.1.2 光敏电阻 14
4.1.3 烟雾传感器MQ2 16
4.2 数据传输模块 17
4.2.1 无线通讯模块 17
4.2.2 串口通讯模块 18
4.3 数据处理模块 19
4.4 人机交互模块 19

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采集模块 13
4.1.1 数字温湿度传感器DHT11 13
4.1.2 光敏电阻 14
4.1.3 烟雾传感器MQ2 16
4.2 数据传输模块 17
4.2.1 无线通讯模块 17
4.2.2 串口通讯模块 18
4.3 数据处理模块 19
4.4 人机交互模块 19
4.4.1 LCD显示模块 19
4.4.2 ISD4004语音模块 20
4.5 本章小结 21
第五章 室内环境检测系统软件设计与实现 22
5.1 μC/OSⅡ、μC/GUI在STM32上的移植 22
5.1.1 μC/OSⅡ、μC/GUI简介 22
5.1.2 μC/OSⅡ、μC/GUI的移植 22
5.2 ZigBee无线通讯设计与实现 24
5.3 数据采集模块程序设计与实现 26
5.3.1 温湿度传感器程序设计与实现 26
5.3.2 光敏电阻程序设计与实现 29
5.3.3 烟雾传感器程序设计与实现 30
5.4 串口通信程序设计与实现 31
5.5 界面设计与实现 33
第六章 成果展示 35
结语 36
致谢 37
参考文献 38
第一章 绪论
1.1 研究背景
从古至今，人们都在关注自身的生活和居住条件，并不断努力地进行改善。近几年，信息技术的快速发展，人们生活水平的提高，促使人们对家居生活环境有了更高的要求。在科学技术比较落后的过去，人们追求的是吃的饱、穿的好、住的安稳。而如今，技术发达了，生活水平提高了，人们追求的是舒适、便捷的智能化家居环境。基于人们的追求，设计一款智能家居系统成为了势不可挡的趋势。而作为智能家居系统中不可缺少的一部分，即室内环境检测子系统，成为了人们关注的重点。智能家居系统大大改善了人们的生活，使人们能够生活得更舒心。而本文研究的室内环境检测系统则是智能家居系统中的重中之重。室内环境监测系统可以让远在千里之外的你，实时地掌握家里的情况，一旦出现意外，就会发出警报，这样让家居环境变得更加安全，人们住的也更安心。
本文研究设计了一款室内环境监测系统，它是智能家居系统的子系统。它是智能家居系统中最重要同时也是最基础的一部分。它可以实时地为用户提供可靠并且全面的环境信息，包括温度、湿度、有害气体浓度、光照强度等等。这些环境参数我们平时可以感受到，但是却不能科学有效的获取到，所以无法判断什么时候这些环境参数是威胁到我们的生命安全。但是这款基于室内的环境监测系统就可以做到，它有效地将室内的各种智能家电、家庭安防设备等组织起来，进行智能化的统一管理。例如，当光照强度低于预先设置的值，那么系统会自动地打开窗帘，来提高光照强度；当室内温度高于预先设置的值，那么系统会自动地打开空调或打开风扇，来降低室内温度。这些拉窗帘、关灯、开空调等动作，都是在采集到的室内环境实时参数数据的基础上完成的。想要让智能家居系统更加完善、更加智能化，那么设计一款稳定的、完善的室内环境检测系统势在必行，这能大大地改善人们的家居环境，使家居环境变得更加舒适、更加安全。
1.2 国内外研究现状
现在人们对家居的要求越来越高，要求其是智能的，能够自动控制房间里的电器，所以智能家居变为一个热门行业。但是，现有的智能家居存在很多问题，且成本太高，一般家庭还负担不起，因此没有普及，而无线通讯技术发展恰好解决了以上问题，成本会越来越低，智能家居将走进千家万户。
自从在1984年的美国出现了世界上第一幢智能建筑后，其他经济比较发达的国家也先后提出了各种智能家居方案。并且，很多国家已经有个智能家居的接口标准，而在国内，并没有统一的标准。
在国内，智能家居的概念已经深入人心。在媒体、网络上都可以随处看到智能家居的宣传。智能家居作为一个新兴行业，市场广阔，越来越多的商家都盯上了这块肥肉，纷纷进入这个行业，希望能够分一杯羹。
近年来，智能家居迅猛发展，但是，在国内，智能家居行业仍然存在着许多问题。本文总结了以下三个问题：
价格昂贵。不可否认，在国内，只有很少数家庭使用了智能家居，究其根本，还是因为价格过高，普通家庭根本承担不起。
缺乏统一的行业标准。在国外，已经出现了很多标准，但是，在国内，各个企业做出的产品没有统一的接口，每个企业的产品只能控制自己的产品，根本不能和其他公司的产品兼容。
系统安装、调试复杂，可扩展性差。因为，现在大部分的房子都是已经装修好，但是并没有给智能家居留有接口，而且新建的房子也同样没有，只有很少数的高档住宅在装修的同时安装上智能家居。所以，一般装修好的房子想要安装智能家居智能重新安装布线。成本太高，而且，如果想要添加别的智能家居时，又要重新装修安装，可扩展性太差。
针对以上
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