基于无线传感器网络的智能家居系统的设计方案

1 基 于无线传感器网络的智能家居系统的设计方案 第一章 绪论 蒸汽机的发明掀起了人类历史迈向工业的新篇章，而网络的出现无疑将信息化深深的烙印在了人类文明的璀璨长卷上。电子信息技术，控制技术的日益提升，社会信息化的逐步加快，促使人们的生活、工作、学习以及通讯的关系日渐紧密，信息化社会在改变人们生活习惯和工作方式的同时，也对我们的传统住宅提出了挑战。环视周遭，我们很容易的发现，人们对家居的要求早已不再只是简单的物质空间，更为关注的是一个高度安全、舒适以及美观方便的居住环境，先进的通信设施，完备高效的信息终端，自 动、智能的家电，网络化的资源管理及购物方式等等。现今社会人们日益膨胀的需求使得家居智能化已然成为一种趋势 1。 能家居的研究背景 在家庭网络中部署的信息终端越来越多，在解决他们之间的物理互联问题之后，家庭用户还需要对各个设备进行一些复杂配置才能使用，这对于普通家庭用户来说是难以接受的。加入到家庭网络的设备如何能自动地相互发现并协同配合工作一直是数字家庭领域热烈讨论的问题。 无线传感网络，是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。传感器技术、微机电系统、现代网络 和无线通信等技术的进步，推动了现代无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络扩展了人们信息获取能力，将客观世界的物理信息同传输网络连接在一起，在下一代网络中将为人们提供最直接、最有效、最真实的信息。无线传感网络能够获取客观物理信息，具有十分广阔的应用前景，能应用于军事国防、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境检测、抢先就在、危险区域远程控制等领域。已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视，被认为是对 21 世界产生巨大影响力的技术之一 2。 能家居的国内外研究现状 智能家居 起源于 80 年代中期的美国 ，上世纪末来到中国，带着全新的概念企盼搭上中国经济的高速顺风列车。经过十几年的市场孕育与发展，特别是伴随住宅产业的进步，智能家居在中国已经显露出春笋出露的局面。但是，国内部分智能家居企业如昙花一现，实在叫人惋惜 ;有的企业一开始就大资本的投入，开发出很多精美的模具，但没市场 ;有的品牌过分追求技术领先，但不被人们所接受。常言道：“没有规矩，无以成方圆”，在智能家居领域也是如此。很多业内人士将行业标准 2 的缺失比喻成阻碍发展的侩子手。确实，在技术上，智能家居面临的挑战不只是设备或实施问题，也有标准与协议问题。在国外， 发达国家在发展之初就确定了智能家居相关标准及组织，明确了智能家居概念等问题。比如以微软、 公司为主要成员 用即插即用 )组织、欧洲 议等。智能家居从概念引进到现在发展已有 10 个年头，国内一直未能有一个统一的行业标准及规范来约束和引导智能家居行业的健康快速发展，各设备厂商按照不同的接口标准与协议生产设备，其结果导致不同设备之间的互连、互通变得非常困难。因此，中国智能家居企业向国外学习，首先应当建立共同遵循的标准与协议，这是发展智能家居必须首先解决的问题 3。 1979 年，美国的斯坦福 研究所提出了将家电及电气设备的控制线集成在一起的家庭总线（ 并成立了相应的研究会进行研究， 1983 年美国电子工业协会组织专门机构开始制定家庭电气设计标准，并于 1988 年编制了第一个适用于家庭住宅的电气设计标准，即：家庭自动化系统与通讯标准，也有称之为家庭总线系统标准 (在其制定 的设计规范与标准中，智能住宅的电气设计要求必须满足以下三个条件，即： 1、具有家庭总线系统； 2、通过家庭总线系统提供各种服务功能； 3、能和住宅以外的外部世 界相连接。 物联传感技术是全 球第一个利用物联网来控制灯饰及电子电器产品（我们现在通称为 品），并将其作为智能家居主流产品走向了商业化。 初预计的应用领域主要包括消费电子、能源管理、卫生保健、家庭自动化、建筑自动化和工业自动化。随着物联网的兴起， 获得了新的应用机会。物联网的网络边缘应用最多的就是传感器或控制单元，这些是构成物联网的最基础最核心最广泛的单元细胞，而 够在数千个微小的传感传动单元之间相互协调实现通信，并且这些单元只需要很少的能量，以接力的方式通过无 线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点，所以它的通信效率非常高。这种技术低功耗、抗干扰、高可靠、易组网、易扩容，易使用，易维护、便于快速大规模部署等特点顺应了物联网发展的要求和趋势。目前来看，物联网和 术在智能家居、工 业监 测和健康保健等方面的应用有很大的融合性 4。 能家居的国内发展现状 20 世纪 90 年代后期，我国的智能小区日益兴起。众所周知，我国的智能化住宅建设最早起于上海、广州和深圳等沿海城市，并逐渐向内陆发展。在 97 香港回归之际，在建设部 “97 跨世纪住宅小区案竞赛活动 ”中 ，上海中皇广场被建设部科技 3 委员会列为全国首家 “智能住宅示范工程 ”，揭开了全国智能小区发展的序幕。 1999年，建设部勘察设计司、建设部住宅产业化办公室联合组织实施全国住宅小区智能化技术示范工程，标志着我国住宅小区智能化进入了一个新阶段。随着信息化走进了千家万户，由国家经贸委牵头成立了家庭信息网络技术委员会，而信息网络技术体系研究及产品开发已经被列为了国家技术创新的重点专项计划。据建设部要求，截止今年，我国将有 70%以上的家庭拥 有 网设备，大中城市中 50%的住宅要实现智能化 。 能家 居的国外发展现状 1984 年，世界上第一幢智能建筑在美国康涅迪格州落成，这栋意义非凡的建筑只是对一座旧式大楼的一定程度的改造而完成的。它只是采用计算机系统对大楼的空调、电梯、照明等设备进行监控，并提供语音通信、电子邮件、情报资料等方面的信息服务。 2000 年，新加坡有近 30 个社区的约 5000 户家庭采用了这种家庭智能化系统，而美国的安装住户高达 4 万户。 2003 年，网络化家居的建设带来了高达4500 亿美元的市场价值，这其中有 3700 亿美元是智能家电硬件产品的价值，剩余的部分则是软件和技术支持服务的费用。现在，国外 的智能家居系统技术己日趋成熟，预计今年， 50%以上的新房将具有一定的 “智能型家居 ”功能 。 究智能家居的目的和意义 根据前面提到的一些调查结果及数据可以看出，虽然目前智能家居系统有了一定的发展，并且市场上也开始出现相应的产品，但从总体的发展来看，不容乐观，特别是统一标准和权威产品的缺乏严重影响了家居智能化的发展。随着科技的提高，经济的发展，人们的物质生活水平的提高，对家居环境的要求也越来越高，作为家居智能化的核心部分 智能家居控制系统也越发显得重要。家居智能化控制的开发和建设是未来国家、经济发展的 必然趋势。智能家居控制器可以为系统提供智能控制方案，使住户的控制更便捷，更高效，更能为家庭的日常活动节约不必要的能耗。而且在现在这个注重绿色环保的世界里，智能的为住户控制好空气的湿度、温度等，检查分析空气成分，让住户安心入住。同时，智能家居控制器可以根据住户的要求调整方案，加强紧急处理，危机救护等急救控制 5。 术 术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数 据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。 4 术简介 蜜蜂在发现花丛后会通过一种特殊的肢体语言来告知同伴新发现的食物源位置等信息，这种肢体语言就是 舞蹈，是蜜蜂之间一种简单传达信息的方式。借此意义 为新一代无线通讯技术的命名。在此之前 被称为“ “ “线电技术，目前统称为 。 简单的说， 一种高可靠的无线数传网络，类似于 络。传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的 75m 到几百米、几公里，并且支持无限扩展。 一个由可多到 65000 个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个 络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的 75m 无限扩展。与移动通信的 或 不同的是，络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立，每个基站价值一般都在百万元人民币以上，而 每 个 基站 ” 却不到 1000 元人民币。每个 络节点不仅本身可以作为监控对象，例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外，每一个 络节点 (可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点 (线连接。 技术特点 一种无线连接，可工作在 球流行 )、 868洲流行 )和915 国流行 )3 个频段上 ,分别具有最高 250s、 20s 和 40s 的传输速率，它的传输距离在 10范围内 ,但可以继续增加。作为一种无线通信技术，有如下特点 7： 1、 低功耗 ： 由于 传输速率低 ,发射功率仅为 1且采用了休眠模式，功耗低 ,因此 备非常省电。据估算， 备仅靠两节 5 号电池就可以维持长达 6 个月到 2 年左右的使用时间 ,这是其它无线设备望尘莫及的。 2、低成本： 块的初始成本在 6 美元左右，估计很快就能降到 并且 议是免专利费 的。低成本对于 是一个关键的因素。 3、短时延 ： 通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短，典型的搜索设备时延 30眠激活的时延是 15活动设备信道接入的时延为 15此 如工业控制场合等 )应用。 4、网络容量大：一个星型结构的 络最多可以容纳 254 个从设备和一 5 个主设备，一个区域内可以同时存在最多 100 个 络 , 而且网络组成灵活。 5、 可靠 ： 采取了碰撞避免策略，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙 ,避开了发 送数据的竞争和冲突。 采用了完全确认的数据传输模式，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可以进行重发。 6、安全： 供了基于循环冗余校验 (数据包完整性检查功能 ， 支持鉴权和认证，采用了 加密算法 ， 各个应用可以灵活确定其安全属性。 盟及标准制定 盟是一个高速成长的非盈利业界组织，成员包括国际著名半导体生产商、技术提供者、技术集成商以及最终使用者。联盟制定了基于 有高可靠、高性 价比、低功耗的网络应用规格。 盟的主要目标是以通过加入无线网络功能，为消费者提供更富有弹性、更容易使用的电子产品。 术能融入各类电子产品，应用范围横跨全球的民用、商用、公共事业以及工业等市场。使得联盟会员可以利用 个标准化无线网络平台，设计出简单、可靠、便宜又节省电力的各种产品来。 盟所锁定的焦点为制定网络、安全和应用软件层；提供不同产品的协调性及互通性测试规格；在世界各地推广 牌并争取市场的关注，管理技术的发展 8。 盟对 准的制定： 物理层、 及数据链路层，标准已在 2003 年 5 月发布。 络层、加密层及应用描述层的制定也取得了较大的进展。 本已经发布。其他应用领域及其相关的设备描述也会陆续发布。由于 仅只是 代名词，而且 处理低级 和物理层协议，因此 盟对其网络层协议和 行了标准化。完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的 4K 字节或者作为 路由器的协调器的 32K 字节。每个协调器可连接多达 255 个节点 ，而几个协调器则可形成一个网络，对路由传输的数目则没有限制。 盟还开发了安全层，以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络的远距离传输不会被其它节点获得 。 章小结 本章主要介绍了智能家居的研究背景和国内外发展现状，及 术的简介，了解了智能家居的发展前景 和 术的六大特点：低功耗、低成本、短时延、网络容量大、可靠、安全。 6 第二章 系统的总体设计 智能家居就是利用计算机、网络、通信、传感与自动控制等技术，将与家庭生活有关的各种应用子系统有机的结合在一起。 通过综合管理，让家庭生活更舒适、安全、有效和节能。智能家居一般包括以下系统：可视对讲、家庭安防、网络通信、互动娱乐、智能照明、家电控制等。 计要求 智能家居系统主要以 术为核心；设计围绕网络协调器的网状拓扑线路，例如温度传感器模块、煤气传感器模块、人体红外感应器等模块，最后在上位机上建立家庭信息管理平台。通过监测子网监测环境温度、照度、煤气泄漏以及红外入侵等信息，可以直接联动控制相关受控设备或将信息发送至管理平台，由信息管理平台决策如何处理这些信息。整个系统的设计包括硬件和软件两个部分 。 本次设计主要内容： 1、采用 术，构建无线传感器网络，研究无线传感器网络的通信机理； 2、设计基于单片机控制的节点单元控制软件； 3、研究各节点进行数据传输的通信软件。 能家居相关技术 智能家居系统中的关键技术是信息传输与智能控制。电力载波技术、综合布线技术、无线网络技术，是当前智能家居系统中信息传输和智能控制的三大主要技术。 电力线载波技术可通过电线互相“说话”，无需重新布线，但存在噪声干扰强、信号会在传输过程中衰减等缺点。 综合布线技术需要重新额外布设弱电控制线，信号比较稳定， 比较适合于楼宇和小区智能化等大区域范围的控制。但安装比较复杂，造价较高，工期较长。 无线网络技术通过红外线、蓝牙 、 技术实现各类电子设备的互联互通与智能控制。无线网络可提供更大的灵活性、流动性，省去了花在综合布线上的费用和精力，无线网络技术应用于家庭网络已成为势不可挡的趋势。红外 术比较成熟，但必须直线视距连接；蓝牙适合于语音业务及需要更高数据量的业务，如移动电话、耳机等； 为一种低功耗、低数据速率、低成本的技术，更适合于家庭自动化、安全保障系统及进行低数据率传输的低成本设备 ， 智能家居的最理想选择 9。 7 能家居系统 本智能家居系统旨在运用 术构建一个模拟的家居监测控制系统。系统拓扑结构如图 1 所示。从图中可以看出，本系统大致由安防传感子网、家电控制子网、信息管理平台及远程终端等部分组成。 图 1 智能家居系统拓扑结构图 其中，安防子网由温度传感器、煤气传感器、人体红外感应传感器等各种传感器模块组成。家电控制子网内的设备基本为受控设备。通过监测环境温度、照度、煤气泄漏以及红外入侵等信息，可直接联动控制相关受控设备或将信息发送至管理平台，由信息管理平台决策如何处理这些信息。 统总体设计 件设计 系统采用华凡公司的 块作为协调器。为了简化系统，突出 框架性，节点硬件采取了简化措施，具体如下。 温度传感器采用 号引脚接在 。 无线灯控、电动窗帘、空调开关、换气扇都都由单一 制，模拟开关动作。 防盗报警和门迎都采用热释红外传感技术，电路结构相同。 8 煤气报警采用催化燃烧式可燃气体传感器。 照度监测使用电池做传感器。 图 2 为节点通用的硬件系统组成框图 图 2 节点通用的硬件系统组成框图 件设计 网络协调器负责建立无线网络，接收终端节点的状态信息并报警或显示，发送命令控制节点的状态。系统应用层的程序主要包括安防、家电控制、传感、无线数据传输好人机交互模块等模块。终端节点负责数据采集，报警或显示，发送状态信息给协调器。系统应用层的程序主要包括传感、报警、无线数据传输和人机交互模块。系统应用层功能框图如图 3 所示。 9 图 3 系统应用层功能框图 章小结 本章主 要介绍了本次设计的主要要求和智能家居系统的总体设计。系统的总体设计分为两部分：硬件设计和软件设计。我负责软件设计，李方舟负责硬件设计。智能家居系统主要以 术为核心；设计围绕网络协调器的网状拓扑线路通过监测子网监测环境温度、照度、煤气泄漏以及红外入侵等信息，可以直接联动控制相关受控设备或将信息发送至管理平台，由信息管理平台决策如何处理这些信息。 报警模块 入网模块 无线数据传输模 块 数据发送 数据格式定义 数据接收 安全传感模块 家电控制模块 煤气 态显示 终端节点系统应用层程序功能框图 防盗 门迎 求救器 灯光 窗帘 风扇 空调 建网模块 安防模块 示模块 无线数据传送模块 网络状态 报警信 息 节点信息 传感信息 警显示 按键模块 家电控制模块 传感模块 数据格式定义 数据接收 数据发送 照度 协调器系统应用层程序功能框图 温度 10 第三章 软件设计 本次设计划分为软件和硬件两人合作制，硬件部分是由李方舟设计，软件部分是由我主要进行设计，在与硬件进行合作的条件下，我们考虑 各种器件的价格，芯片的价格，在芯片上我们主要选择 作为这次设计的芯片。 发软件介绍 主要软件编程在 发软件上编译和调试，即 发软件， 一套卡发工具，用于对汇编、 C 或 C+编写的嵌入式应用程序进行编译和调试。 一套高度精密且使用方便的嵌入式应用编程开发工具。该集成环境包含了 C/C+编译器，汇编器，链接器，文件管理器，文本编辑器，工程管理器和 C试器。通过其内置的针对不同芯片的代码优化器 以为 片生成非常高效可靠的码 10。 完成安装软件后，在开始菜单里找到安装好的 件，以下为其主要组成部分： 集成项目管理器和编辑器的 高度优化的 C/C+编译器； 芯片的胚子文件； 高性能的 C试器和硬件调试工具； 支持 核识别调试； 汇编器； ； 链接器和库管理工具； 现成的代码例程； 印刷电路板以及电子版的用户手册； 网上帮助文 档。 下面为 成开发软件各组成部件的特点： （ 1）集成开发环境（ 层次化的工程表示方法； 11 强大的工程管理允许在同一工作区管理多个工程； 自适应窗口的浮动床扩管理； 智能的源文件浏览器； 包括生成、维护库的库工具； 集成源代码控制系统； 文本编辑器； 常用代码构件的代码模板； 命令行建立功能。 （ 2） +编译器 对代码的大小和执行速度多级优化，允许不同的转换形式； 用于数据 /函数定义和存储器及类型属性声明的扩展关键字； 用于控制编译器行为（如内存分配）的 令； 在 C 源码中 可直接访问的内在函数，从而执行低级处理器操作； 支持 C、嵌入式 C+和扩展的嵌入式 C+，并且包含有模板、名称和标准模板库（ （ 3） 编器 强大的可重定位宏汇编器，并带有丰富的标示符合操作符，内置 C 语言预处理器，支持所有 C 宏定义。 （ 4）芯片支持 成开发环境支持绝大多数 8 位、 16 位、 32 位微处理器； 现成的 C/C+汇编外设寄存器定义文件； 多种代码、数据模式； （ 5）链接器 灵活的段命令，允许对代码和数据放置进行细节化的控制； 优化链接过程中检 查 C/C+变量和函数； 在非连续的存储空间自动放置代码和数据。 （ 6） 试器 12 完全集成的源代码和反汇编调试器； 非常精细的运行控制尺度； 复杂的代码和数据断点； 多种数据监测； 支持 器； C/C+调用栈窗口，也会显示即将进入的函数；双击调用链上的任一函数，将自动更新编辑器、 存器、 反汇编窗口以显示该函数被调用时的状态； 能，允许查看代码运行的历史；在 口中移动时，将自动更新编辑器和反汇编窗口，以显示正确的位置； ； 终端和 I/O 的模拟； 类 C 的宏语言系统，用于扩展调试器的功能； 由主机对应用程序的系统调用进行仿真； 代码覆盖率和 能分析工具； 通用的 有 册。 （ 7） 持 支持 （ 8） 和库工具 包含所有必需的 +库和源代码； 为所有的低级程序，如 供完整的源代码； 轻量级 。可由用户根据应用的需要自行配置； 用于 创建和维护库工程、库和库模块的库工具； 入口点和符号信息清单。 议 术是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术或无线网络技术，是一组基于 线标准研制开发的有关组网、安全和应用软件方面的通信技术。 议栈的物理层、 是 13 议。 支持消耗功率最少，一般在个人活动空间（ 10m 直径或更小）工作的简单器件。 持两种网络拓扑 ，即单跳星形或当通信线路超过 10m 时的多跳对等拓扑。但是对等拓扑的逻辑结构由网络层定义 11。 理 层 15 4 2003 有两个物理层，分别操作于 868 915 2 4频率物理层包括 868洲频段和在美国和澳大利亚等国家使用的915段，高频率物理层是供全世界使用的。 理层主要负责处理以下一些任务： 1、无线发射机的激活和关闭； 2、信道能量检测： 3、接收分组的链路质量指示 ( 4、基于 A 的空闲信道评估 ( 5、信道频率选择； 6、数据传输和接收。 备在不同频段的比特率、码片率以及调制方式如表 1 所示 ： 表 1 频段和数据率 物理层 /段 /频参数 数据参数 码片率/(s) 调制 比特率/(kb/s) 符号率/(s) 符号 868、 915 86800 0 20 二进制 902928 600 0 40 二进制 2450 2400000 0 50 6 位 正交 个频段共有 27 个信道，编号从 026。其中 2 4段有 16 个信道， 915段有 10 个信道， 868段有 1 个信道。这些信道的中心频率定义如下： 68 3k=0 06+2(k 一 1)k=1， 2， ， 10 405+5(k 一 11)k=1l， 12， ， 26 其中 k 表示信道号码。 14 图 4 型示意图 15 4层控制使用 A 机制接入到无线信道 12。它的职责包 括传输信标帧、保持同步和提供可靠的传输机制。 层主要负责处理以下一些任务： 1、产生网络信标 (如果设备是协调器 )； 2、同信标保持同步； 3、支持 连接和断开连接； 4、支持设备的安全性； 5、信道接入采用 A 接入机制； 6、处理和维护 制； 7、在对等的 体之间提供一个可靠的通信链路 。 图 5 参考模型示意图 15 络体系结构 络中存在两种功能类型的设备，三种节点类型，三种拓扑结构及两种工作模式。 能类型 络 含 全 功 能 设 备 和精简功能设备种功能类型的设备。全功能器件拥有完整的协议功能，在网络中可以作为协调器 (路由器 (普通节点 (存在。而精简功能器件旨在实现最简单的协议功能而设计，只能作为普通节点存在于网络中。全功能器件可以与精简功能器件或其他的全功能器件通信，而精简功能器件只能与全功能器件通信，精简功能器件之间不能直接通信。 络要求至少有一个全功能设备作为网络协调器 13。 点类型 络包含三种类型的节点，即协调器 路由器终端设备 其中协调器和路由器均为全功能设备 (而终端设备选用精简功能设备 ( 协调器：一个 络 且仅有一个协调器，该设备负责启动网络，配置网络成员地址，维护网络，维护节点的绑定关系表等 ，需要最多的存储空间和计算能力； 路由器：主要实现扩展网络及路由消息的功能。扩展网络，即作为网络中的潜在父节点，允许更多的设备接入网络。路由节点只有在树状网络和网状网络中存在； 终端设备：不具备成为父节点或路由器的能力，一般作为网络的边缘设备，负责与实际的监控对象相连，这种设备只与自己的父节点主动通讯，具体的信息路由则全部交由其父节点及网络中具有路由功能的协调器和路由器完成 14。 扑结构 网络支持星状网 (树状网 (网状网 (种网络拓扑结构。 星形网 (由一个 调器和一个或多个 端节点组成的。调器必须是 位于网络的中心，负责发起建立和维护整个网络，其 16 它的节点 (终端节点 )一般为 可以为 们分布在 调器的覆盖范围内，直接与 调器进行通信。星形网的控制和同步都比较简单，通常用于节点数量较少的场合。 树状网络 (一个协调器和一个或多个星状结构连接而成，枝干末端的叶子节点一般 为 备除了能与自己的父节点或子节点进行点对点直接通讯外，其他只能通过树状路由完成数据和控制信息的传输。协调器比网络中的其它路由器具有更强人的处理能力和存储空间。树状网络的一个显著优点就是它的网络覆盖范围较大，但随着覆盖范围的增加，信息的传输时延也会增大。 网状网络 ( )一般是由若干个 接在一起组成骨干网，它们之间是完全的对等通信，每个节点都可以与它的无线通信范围内的其它节点通信，即允许网络中所有具有路由功能的节点直接互连，但它们中也有一个会被推荐为 调器。网状网络是树状网络 基础上实现的，与树状网络不同的是，它是由路由器中的路由表配合来实现数据的网状路由的。 是一种高可靠性网络，具有 “自恢复 能力，它可为传输的数据包提供多条路径，一旦一条路径出现故障，则存在另一条或多条路径可供选择，但正是由于两个节点之间存在多条路径，它也是一种 “高冗余的网络。该拓扑的优点是减少了消息延时，增强了可靠性，缺点是需要更多的存储空间开销 15。 图 6 星形网络拓扑图 图 7 网状网络拓扑图 图 8 树状网络拓扑图 建工程 立工程 安装 完协议栈 ，找到 C:的 程，开工程，在 拉框中选择 存后将文件夹名 “为 “作为智能家居的协调器工程 。 16 17 图 9 智能家居系统协调器工程示意图 在 C:录下重新复制一个 程，打开工程，在 拉框中选择 图 10 所示，保存后将文件夹名改成 “作为智能家居的终端节点工程。 图 10 智能家居系统终端节点工程示意图 18 程选项设置 协调器工程 改后的预编译选项 17为： 端节点 工程 改后的预编译选项为： 添加文件 编写温度控制开关程序：新建文件 “编写程序，将文件另存为“到 C:下， 如图 11 所示。 19 图 11 保存温度控制程序示意图 为 程的应用程序组（ 加 “打开协调器工程应用程序组（ 单击右键，再点击 “如图 12 所示，找到 “添加。添加后的结果如图 13 所示。由于 “件中的函 数 被 用 ， 因 此 ， 在 添 加“#。 图 12 添加文件示意图 20 图 13 添加文件后的结果示意图 务与事件 定义事件 程序在 定义了时间 于启动设备的协议栈，使设备建立我网络或者加入网络。 # 0能家居系统的协调器需要增加新的事件，用于触发网络状态更新和液晶显示。新增事件的定义如下： # 0 /更新网络状态 # 0 /显示主菜单 # 0 /显示二级菜单 件触发 以 例，当网络建立成功后腰触发该事件来更新网络状态，因此，在建网回调函数 触发该 事件 。 = /触发网络状态更新事件 21 数中， 示触发事件 在的任务 定义。 件触发 在 定义对应于新增事件的事件处理函数。 /更新网络状态 /示主菜单 /示二级菜单 加事件处理函数 的 数用于处理在用户应用程序中自定义的事件，在 增加