项目可行性研究报告范例

1、项目可行性研究报告一、前言1、项目简介项目简介：基于最新zigbee规范的无线家居智能化通用平台系统项目实施单位：深圳大学 项目负责人：王晖2、项目选择的背景：近年来信息化的高度发展，通信的自由化与个性化，以及人类对工作环境的安全性、舒适性、效率性要求的提高，造成家居智能化的需求大为增加。同时，计算机控制与无线通信的进步，也为智能家居的实现提供了技术支持。智能家居是信息技术、网络技术、控制技术向传统建筑及家电产业渗透发展的必然结果，它是一个多功能的技术系统，包括可视对讲、家庭内部的安全防范、家居综合布线系统、照明控制、家电控制、室内环境状况监测和设备控制、远程监控、以及家庭的影音系统等。而无线

2、传感器网络具有低成本、低功耗、扩展性强的特点，通过将传感模块的嵌入功能，可以使得上述系统通过无线连接成为一个高效、智能化与人性化的居住环境。项目主要研究基于无线传感器网络技术的智能家居网络并构建其网络控制平台系统。根据无线传感器网络的特点，利用无线传感器网络技术，构建基于无线传感器网络的智能家居网络系统，在无线传感器节点的无线收发电路部分采用基于ieee802.15. 4技术的zigbee无线收发芯片来降低功耗，并采用许可证技术来保证该局域网络的可靠运行。通过构建基于无线传感器网络技术的智能家居网络，可以保证信息在家居内部和外部的安全有效传输，对家居网络进行及时有效的监控。 3、必要性： 随着

3、信息技术的发展，网络和家庭信息化已越来越多地出现在人们的生活中，一个安全、舒适、便利的生活环境要求达到住宅智能多元化，这就需要智能家居网络。智能家居网络一方面将家庭中各种与信息有关的通讯设备、家用电器、家庭保安装置联网，进行有效地控制和信息交换；另一方面将家居网络与互联网相联，实现对家居的远程控制。国际上对智能家居网络的研究起源于20世纪90年代，主要集中在发达国家。我国对智能家居网络的研究还刚刚起步，目前主要集中在一些分散的智能家庭控制子系统的研究上，如三表抄送子系统等。目前，智能家居网络主要以有线形式为主，有线连接存在着布线困难、维护复杂等缺点。而基于无线传感器网络具有部署方便灵活、扩展性

4、好、低能耗与低成本的优势，并能够将嵌入有无线传感器的家俱、家电和其他日常用品同互联网相连，实现远距离控制，为我们提供了一个舒适、方便和人性化的居住环境，因此将在未来的智能家居系统中占据主导地位。目前的无线传感器网络家居系统的研究还处在起步阶段，并存在诸多问题：协议框架不完善、无线网关设计、路由策略可靠性低、功耗过大等。要最终形成成熟的无线传感器家居平台，还需要更具创新性的开发研究，或者大量细致的完善工作。因此，在国内外对智能家居及其应用研究日渐重视的背景下，适时启动一些基于无线传感器网络智能家居关键技术的研究课题是必要，而且迫切的。这必将带来巨大的经济与社会效益，有助于优化深圳市的产业结构，提

5、升科技竞争力，同时加强高校与产业界的联合，进一步的推动深圳市“产、学、研”的发展。二、项目前景展望1、 zigbee无线网络技术的介绍zigbee一词源自蜜蜂群在发现花粉位置时，通过跳zigzag形舞蹈来告知同伴,达到交换信息的目的。可以说是一种小的动物通过简捷的方式实现“无线”的沟通。人们借此称呼一种专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术，亦包含寓意。zigbee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。它主要工作在无须注册的2.4gism频段, 传输范围在1075 m, 典型距离为30m。zigbee 主要通过降低收发信机的忙闲以及数据传

6、输的频率, 降低帧开销以及实行严格的功率管理机制, 例如关机及睡眠模式等方式来降低设备的综合功耗。zigbee是一组基于ieee802.15.4 无线标准研制开发的有关组网、安全和应用软件方面的技术标准, zigbee协议栈由高层应用规范、应用汇聚层、网络层、数据链路层和物理层组成（如图1）,网络层以上的协议由zigbee联盟负责制定, ieee则制定物理层(phy) 和链路层(mac) 标准。2004年底由zigbee联盟发布了1. 0版本规范，尚未进入大规模的商业化生产和应用。但是，它的上升势头十分明显，已有chipcon、freescale、compxs、ember四家公司在今年4月通过

7、了zigbee联盟对其产品所作的测试和兼容性验证。2007年初，最新的zigbee 2006版规范颁布后，基于zigbee的无线通信产品和应用会迅速得到普及和高速发展。 高层应用规范应用汇聚层网络层macphyzigbeeieee 802.15.4 图 1 zigbee 协议栈构成zigbee的特点突出,尤其在低功耗、低成本上,主要有以下几个方面: （1）低功耗。在低耗电待机模式下,2节5 号干电池可支持1个节点工作624个月,甚至更长。这是zigbee 的突出优势。相比较,蓝牙能工作数周、wifi可工作数小时；（2）低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10)，降低了对通信控制器的要求,按

8、预测分析,以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32kb代码，子功能节点少至4kb 代码，而且zigbee免协议专利费；（3）低速率。zigbee工作在20250 kbps的较低速率，分别提供250 kbps(2.4 ghz)、40 kbps （915 mhz) 和20 kbps(868 mhz)的原始数据吞吐率,满足低速率传输数据的应用需求。（4）近距离。传输范围一般介于10100 m之间，在增加rf发射功率后，亦可增加到13 km。指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力,传输距离将可以更远。（5）短时延。zigbee的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15

9、ms ,节点连接进入网络只需30 ms ,进一步节省了电能。相比较,蓝牙需要310s、wifi需要3s。（6）高容量。zigbee可采用星状、片状和网状网络结构,由一个主节点管理若干子节点,最多一个主节点可管理254 个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65 000 个节点的大网。（7）高安全。zigbee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单(acl)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(aes 128) 的对称密码，以灵活确定其安全属性；（8）免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗( ism) 频段,2. 4 ghz (全球) 、915 mhz(美国)

10、 和868 mhz(欧洲)。2、 zigbee无线网络的先进性和广泛的使用前景zigbee主要应用在距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间,典型的传输数据类型有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据。它的应用目标主要是：工业控制(如自动控制设备、无线传感器网络)，医护(如监视和传感)，家庭智能控制(如照明、水电气计量及报警)，消费类电子设备的遥控装置、pc外设的无线连接等领域，一般而言,满足如下一些特点的应用场合,是zigbee应用极具优势的地方:（1）需要无线通信交换信息的低成本装置；（2）数据的交换量较小、传输的速率要求不高；（3）功耗要求极低，采用电池供电且需要维持较长时间；（4

11、）需要多个(尤其是大量)设备组成无线通信网络，主要进行监测和控制的场合。从长远来看zigbee技术将是家庭自动化市场的最终赢家。首先zigbee是一个开放协议，有众多的芯片供应商和oem支持；同时zigbee联盟也已开始着手解决互操作性问题，从而避免蓝牙技术所遭遇的困难；最重要的是，zigbee开发人员确实展示了一种能够降低成本的有效方法，对于家庭自动化领域来说这是首要问题。上述三个方面将对zigbee占领家庭自动化市场起至关重要的作用，并可能帮助zigbee在与z-wave等对手的较量中赢得最终胜利。3、 智能家居的产业状况和技术发展趋势与智能家居系统相关的示范工程和研究有：ibm的网络化家

12、居和梦幻空间(dream space)工程；honeywell的家庭自动化工程；cisco的网络社区工程；motorola的智能家居工程；inveynsys的网络化家居工程；mit的智能厨房研究项目；亚利桑那大学的waves和i2see项目；北京恒生新创的智能家居系统工程等。从事智能家居的网关产品和系统生产的主要欧美厂家有honeywell, invensys, home automation, homedirector和gatespace等等。但这些系统大多数是在传统的家庭自动化系统（主要是家庭控制器）基础上进行延伸和网络化，不具有开放型系统结构和服务协议。同时很多情况下依赖于有线传输，网络

13、部署灵活性差，扩展性不强，限制了其市场的推广。智能家居平台系统的技术发展趋势(1)硬件平台的处理能力日益增强早期的智能中控器采用8位单片机作为核心处理单元，功能比较简单、纯粹，目前有一些国内外厂家采用32位的处理器结合先进的嵌入式开发平台开发出了更为先进的产品。基于该技术的产品处理能力显著提升，以往无法处理的多媒体信息和增值服务都可以得以实现，由于采用专门的显示引擎所以界面更加丰富、美观，家电控制功能也趋于完善。(2) 数字化并日渐多网融合在由模拟向数字化逐步转变如同模拟电视向数字电视、模拟手机象数字手机的逐步转变一样，智能家居平台也正在经历着一场由模拟到数字的变革。现在是数字化的时代，数字信

14、号比模拟信号所传输的信息量要大很多，而且不象模拟信号那样因为信号容易受到干扰或者衰减而导致信号缺失。数字化技术正在日益广泛的应用到智能家居的系统中来，同时通讯连接方式也逐步走向多网合一，家庭、小区局域网、internet、手机网、电话网等互联互通，扩大了家庭智能化的应用空间。(3) 无线联网方式将成为主流从有线走向无线无线传输的盛行是基于人们对于灵活、便携、无所不在的诉求。无线传输特点就是灵活，移动性和可扩展性是有线传输方式所无法具备的。目前有线的智能家居技术主要有二种（1）总线制方案：代表厂商有abb、奇胜、apbus、易居、北京伯泰克等。该方案的技术特点是强电和弱电分离，通过预布的信号总线

15、来传输控制信号。缺点是需要预布控制线、需要的辅助设备比较多，难安装、难调试，难维护，系统出现故障后往往会导致整个系统瘫痪。优点是系统采用强弱电分离的机制，系统比较稳定，对负载的适应性很强。控制信号通过专门的控制线传输，不易受到干扰，比较可靠。比较可靠。（2）电力载波方案：代表厂商有x10、瑞朗、索伯等。该方案起源于欧美的70年代，在欧美比较通行。它通常具有一个或多个直接接入强电的无线接入点，通过交流强电作为载波传输控制信号。缺点是控制信号直接在强电网上传输，不稳定极易受外界干扰，在应用中表现出很大的地区差异性，特别是中国目前的电网干扰比较大，而且中国目前众多的家电厂家生产的家电不具规范性更加增

16、加该方案的不稳定性。优点是布线相对简单。随着无线技术的日益发展尤其是zigbee标准的普及，相信会有更多厂家采用无线的方案，随着智能家居的概念日益深入人心，广大的普通消费者也存在着同样的消费需求，所以智能模块必须变的安装、维护、使用都简单并且不再依赖于智能家居的中心系统而自成系统。目前国外的许多智能家居产品都被拆分成很纯粹的模块摆在超市中销售，这一趋势的出现将彻底做大智能家居的市场并引起一场革命，无线zigbee网络智能家居系统安装方便、布置灵活，标准通用，恰是迎合了家居智能化的这一发展趋势。4、 无线zigbee智能家居产品的巨大市场前景 随着无线网络技术的进一步发展, 必将大大促进家庭网络

17、智能化的进程。而家庭网络通讯具有以下特点：（1）传输数据量小，无需太大的传输速度；（2）网络的容量要大，家庭中的各种设备多；（3）信息的实时性要好, 时延要短。zigbee的技术优势决定了其能很好的满足家庭网络的上述需求。在智能家居系统中, 将无线网络技术应用于家庭网络已成为势不可挡的趋势。这不仅仅是因为无线网络可以提供更大的灵活性、流动性, 省去花在综合布线上的费用和精力, 而且更因为它符合家庭网络的通讯特点。2002年8月，zigbee联盟成立，迄今已吸引了上百家芯片公司、无线设备公司及产品开发商，同时由于zigbee 巨大的市场潜力, 越来越多的厂商为最终实现家居智能化提供zigbee解

18、决方案，而更多的国内建筑业、房地产、数字家电与it设备制造商如万科、海尔、联想集团等对此也表现出浓厚的兴趣，预计在未来的十年内，国内与此相关的产品市场份额达1200亿之巨。三、项目介绍1、项目的主要研究内容鉴于zigbee无线网络在智能家居方面的显著技术优势和应用前景，全球许多zigbee厂家和智能家居集成商都在积极谋划或紧密跟踪zigbee在家庭智能化方面的应用。深圳大学和深圳市无线谷科技有限公司多年来一直在瞄准无线传感器网络技术发展动态和相关的市场需求，决定结合zigbee技术先进性、独特性和家庭智能化市场的巨大前景，在刚刚颁布的最新zigbee标准规范下，率先研发zigbee技术在智能家

19、居市场的应用平台和应用产品，抢占无线智能家居产业的先机。目前国内还没有基于最新zigbee规范的完整智能家居产品面世。项目的主要内容是在2007年4月份刚刚颁布的最新zigbee 2006（r13）标准规范基础上，开发一套具有自主知识产权的针对家庭自动化（home automation）应用框架的zigbee应用模式协议栈（zigbee stack profile-ha stack）, 构成一个通用的无线家居智能化平台系统，进而开发出一套完整的、高性价比的、实用化的无线家庭智能化应用产品。（1）zigbee应用模式协议栈（zigbee stack profile-ha stack）在zigbe

20、e联盟标准上，构建我们自己的zigbee家庭智能化应用模式协议栈的工作重点是在zigbee公共框架内设计和创建针对性应用的专有协议框架。短程无线网络标准或无线个人域网标准是组成无线家庭网络的理论基础。国际性的行业联盟zigbee制订了标准化的无线网络技术。zigbee联盟先后公布了无线个人域网标准，目前已由最初的2003版本上升到2006版本。zigbee标准主要对短程无线网络及其应用给出了清楚的定义和限制，从现在开始， zigbee 联盟将在每年公布技术规格，目前最新公布的版本叫 zigbee 2006，你可以期待新的更新和升级版本将在每年发布，如zigbee 2007 和2008等。zig

21、bee 2006向后兼容zigbee 2007/2008指令集。.我们要做的就是在此基础上构建一套针对家庭自动化（home automation）应用框架的zigbee应用模式协议栈（zigbee stack profile-ha stack）。 图2 zigbee协议栈组件结构图zigbee堆栈是在ieee 802.15.4标准基础上建立的，定义了协议的mac和phy层。zigbee设备应该包括ieee802.15.4(该标准定义了rf射频以及与相邻设备之间的通信)的phy和mac层，以及zigbee堆栈层：网络层(nwk)、应用层和安全服务提供层。图2给出了这些组件的概况。每个zigbee

22、设备都与一个特定模板有关，可能是公共模板或私有模板。这些模板定义了设备的应用环境、设备类型以及用于设备间通信的簇。公共模板可以确保不同供应商的设备在相同应用领域中的互操作性。设备是由模板定义的，并以应用对象(application objects)的形式实现(见图2)。每个应用对象通过一个端点连接到zigbee堆栈的余下部分，它们都是可寻址的组件。 从应用角度看，通信的本质就是端点到端点的连接(例如，一个带开关组件的设备与带一个或多个灯组件的远端设备进行通信，目的是将这些灯点亮)。 端点之间的通信是通过称之为簇的数据结构实现的。这些簇是应用对象之间共享信息所需的全部属性的容器，在特殊应用中使用

23、的簇在模板中有定义。我们要根据智能家居各个组成部分的应用特点来开发家庭智能化终端设备所相对应的各种专用(定制)模板。zigbee联盟已经研发出通用设置的公共模板可配置参数表，并且在家庭控制协议栈框架内就定义了灯光控制的簇id接口。我们在设计和创建这些协议栈模板时要考虑有些无线家居终端设备如家电控制、集中遥控、安防等等需要设置他们的协议栈参数以匹配公共模板所规定的参数值，从而确保与采用同一框架的其它解决方案的互操作性。有些应用如家居环境监控，我们可以设计专用模板来自由修改协议栈参数，这样可以提高相关产品的性能，简化应用开发。 同时，还要根据设备的不同类型和具体应用考虑在模板中定义采用何种网络安全

24、机制，这些安全机制由zigbee安全服务层实现。（2）zigbee无线家庭智能化平台架构家电家电家电遥控器无线网关控制器安防环境监控控制模块 其他网络接口 图3 zigbee无线家庭智能化平台的结构图图3 所示为zigbee无线家庭智能化平台的结构图。无线智能网关控制器是整个网络平台的核心，它有两方面的功能：控制管理和网络协议网关。在zigbee无线家庭智能化平台，通用遥控器不仅可以控制各种家用电器以及各种监测控制单元的运行状态，还可以对各种受控设备进行设备添加、删除、参数设置等操作，实现对家庭无线网络平台的现场控制。在网络平台中，各种网络家电设备，例如电视、冰箱、空调、热水器、灯光等, 形成

25、了一个应用平台。这些设备可以接受无线网关或通用遥控器的控制，也可以把自身的工作状态、甚至故障告警信息上传到无线网关，进而通过互联网或电话网告知相关人员。安防监控子网用来对家庭的门、窗等监测和控制。一旦有人非法入侵，安防单元就会立即启动报警系统，并通过无线网关把安防告警信息传递给相关人员或部门。图像采集装置可以记录非法入侵人员的资料。居室环境监控子网对家庭内的各种有害气体、火灾等进行监视和控制。同时，系统采用模糊智能控制技术，可以预先设置多种现场异常情况监控，一旦预测到有灾情发生，会立即进行关联控制。例如，启动通风设备减小有害气体浓度，启动灭火装置消除隐患，自动报警等。灯光控制子网可以提供舒适的

26、光源和有效的节能措施，方便用户的生活和工作。根据家庭房屋的结构、大小和其他应用场合的差异，zigbee无线家庭智能化网络可以选择星型、树型和网格状的网络结构。星型 网格状树状无线网关控制器节点模块，控制器是由32位arm系统构成。带路由功能的节点控制模块，做路由通讯转发的同时可以控制设备、采集数据。普通功能的节点控制模块，只能监控设备、采集数据。（3）无线网关控制器zigbee无线网关控制器是整个无线家庭网络平台的中心，它具有信息处理和各种网络连接的重要作用。一方面它接收各种家电、灯具、安防监控设备、居室环境监控单元以及通用遥控器等无线设备发送上来的信息，对这些信息进行智能处理后，将监控信息再

27、反馈给相应的设备；另一方面，无线网关控制器还可以同局域网/互联网、公用电话网、短信系统等连接，在非现场区域对家庭网络进行遥控和监测。无线网关由高档32位 arm9、zigbee无线网络接口、网卡控制芯片、gsm网络接口、电话接口、语音处理电路、彩色液晶显示屏/触摸屏、usb2.0、sd卡以及485、can总线扩展接口等组成。无线网关在管理本地zigbee无线网络的同时，通过ethernet、互联网连接组成一个更广泛的tcp/ip网络，又可以同公用电话网和手机网络系统信息交互。图4 zigbee无线家庭网络中无线网关控制器原型 图4是我们已经完成的zigbee无线家庭网络中无线网关控制器的原型设

28、计，该网关控制器在板上一体化地集成了zigbee或其他协议的无线网络、gsm网、以太网以及can总线等接口，从而可以将无线数据采集网络、can总线网络和gsm网络、本地以太网或互联网连成一体，实现各种网络数据的交换和传输。zigbee无线通讯模块和其他433m、2.4g无线通讯模块可以直接内置在无线智能网关上，构成一个完整的无线数据采集网络。无线智能网关同样可以通过内置的gsm模块或者以太网接口和远程的相关系统进行通讯，用户可以用手机短信或通过互联网远程监控无线网关的运作。无线智能网关自带2.2” 全彩色液晶屏或2.4” 全彩色触摸屏，人机界面清晰美观。usb2.0、sd卡也可以作为数据传输的

29、方便选择途径。无线智能网关还带有3维加速度传感器，可以检测出无线智能网关被异常移动的情况，保护无线智能网关的安全。2222无线网关上的网络层用来管理无线家庭网络，包括设备的管理、网络的建立和在不同的设备之间构造一个稳定的连接。网络层在保证它下面的mac层稳定的操作的同时也给应用层提供了完备的服务界面。（4）无线终端模块在zigbee无线家庭智能化网络中，无线通讯模块和各种家电、灯具、安防监控单元、居室环境监控单元以及通用遥控器等结合在一起构成无线终端模块，它们是zigbee家庭无线网络系统中的基本节点。它们和无线网关一起可以形成星型、树型和网格状的无线局域网络。无线终端模块节点有简单终端节点和

30、带路由功能的全功能节点两种，简单终端节点只能进行的数据的收发和对家庭设备的监控，带路由功能的全功能节点一方面实现数据的采集和处理；另一方面实现数据的融合和路由，这两种模块的基本结构是一样的，只是运行的软件不同而已。无线终端模块节点一般由处理器单元、射频通讯单元、传感器/设备接口单元和电源模块单元4部分组成，如图5所示。电 源传感器射频通讯处理器图5 无线终端网络节点典型组成图6 是我们已经完成的zigbee无线家庭网络中2.4g zigbee无线通讯模块的原型设计，其主要特点是： 高性能和低功耗的8051微控制器核；集成符合ieee802.15.4标准的2.4 ghz的rf无线电收发机；优良的

31、无线接收灵敏度和强大的抗干扰性；在休眠模式时仅10 a的流耗，外部的中断或rtc能唤醒系统；硬件支持csma/ca功能；较宽的电压范围（2.03.6 v）；数字化的rssi/lqi支持和强大的dma功能；具有电池监测和温度感测功能；集成了模数转换的adc；集成aes安全协处理器；带有2个强大的支持几组协议的uart，以及1个符合ieee 802.15.4规范的mac1个规的16位计时器和2个8位计时器。强大和灵活的开发工具。（5）无线网络软件体系无线智能家庭软件系统较为复杂，包括底层协议软件、嵌入式系统软件、协议转换软件、数据采集软件、上层管理软件等等，涉及到8位、32位单片机和pc机多种应用

32、平台，另外无线家庭网络系统还是一个实时系统，必须对各种传感器或命令做出及时的反应，能够长期稳定的工作。因此软件的体系结构设计和构建对整个系统的稳定运行和升级维护都至关重要。分层的软件开发架构使复杂的系统开发变得清晰、可靠，并提高了系统的可移植性。根据zigbee 标准规范无线智能家庭网络的应用特征，zigbee无线家庭智能化网络的软件系统包括物理层、mac层、网络层和应用层软件系统， 如图7所示。zigbee无线家庭智能化还对系统扩展性提出较高要求。标准化的无线网络协议、用户接口及设备通讯协议给家庭网络提供了极强的系统扩展性。通过标准的设备通讯协议，不同类型、不同厂家的设备可以互通信息，实现关

33、联控制及统一管理。可以同时接收不同控制终端的各种信息，包括web，语言控制，pda控制等，还可扩展开发其他种类的控制程序。按照软件实现的功能，zigbee家庭智能化平台的软件包括：zigbee无线网络接口协议软件、zigbee无线网络监控软件、无线网络节点采集监控软件、无线网关控制软件、以太网、gsm、pstn、蓝牙协议接口软件 、家居智能化无线网络配置管理软件等用户接口通讯应用协议用户接口管理网络层mac层物理层网络层mac层物理层设备应用程序通讯协议接口网关节点终端设备通讯模块图7 zigbee无线家庭智能化网络的软件体系2、重点解决的关键技术问题（1）协议栈框架设计通过对庞大的zigbe

34、e 协议栈进行应用化的裁减、整理、再开发等工作，形成一个精简高效的、专门针对家庭智能化的zigbee应用协议栈版本本身就不是一件轻而易举的事情。因为，zigbee协议栈非常庞大，包括从硬件底层到网络层、应用层等多种标准定义和工作规范，开发工作量巨大。而且无线网络通讯技术比较新、更新快，zigbee联盟对zigbee标准完善工作也在持续的进行中，这样开发难度也大。同时，家庭智能化的zigbee应用协议栈必须在考虑高效率的针对性应用同时，还要满足设计的协议栈参数匹配zigbee公共框架所规定的参数值，从而确保与采用同一框架的其它解决方案或产品之间的互操作性，因而整个应用协议栈架构设计更加具有挑战性

35、。（2）确定路由策略在zigbee家庭智能化协议栈开发过程中，应该根据系统的不同应用场合，比如普通家庭和整个住宅小区的zigbee网络布局采用的路由策略会不同。对于简单的静态网络，树状路由将足够。对于大的网络，如果某些节点有可能去掉，或者需要可靠的数据传输，树状路由就显得不足了。此时，就需要花些时间对协议栈何时调用路由发现进行评估。（3）功耗设计功耗设计是无线网络的重点，通过软硬件的设计和系统结构的优化设置，取得终端应用产品的最佳运行功耗，保证电池供电节点1年以上的使用周期。 （4）无线网关控制器设计 如何将zigbee无线网络和有线以太网、gsm手机网、电话网（pstn）、蓝牙以及人机交互界

36、面融合在一个产品中，监控整个无线网络的运行，并在协议层、应用层实现各种网络数据之间的交换和功能融合，实现通过互联网、手机、电话可以监控家庭设备和环境情况。（5）多种技术集成zigbee无线家庭智能化集合了传感器技术、嵌入式系统技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术、 微电子技术、软件开发等多门学科，整个系统的设计和开发涉及软硬件设计、实时操作系统、网络路由技术、节能技术、覆盖控制技术、工艺设计等多方面工作。对项目设计和开发人员的技能、人员配置、项目组织和管理都提出了较高的要求。3、项目的目标及取得的成果1、在基础协议栈方面开发一套具有自主知识产权的基于最新版zigbee 2006 规

37、范并向后兼容的、针对家庭自动化（home automation）应用框架的zigbee应用模式协议栈（zigbee stack profile-ha stack）。(1) 由源程序和zigbee标准库函数构成的zigbee应用模式协议栈sz_ha_stack(2) 协议栈设计说明、使用说明等文档2、在通用化产品开发平台方面在自主协议栈的基础上构建一个通用的无线zigbee家居智能化开发平台系统。这个平台系统不仅可以满足家庭和智能小区无线网络监控的需要，而且在将来可以根据市场的需求很方便地进行改造升级，使适用于酒店无线管理监控、楼宇无线自动化等其他应用场合。软件部分：（1）zigbee无线网络a

38、pi接口协议及软件；（2）zigbee无线网络监控软件；（3）无线网络终端节点采集监控软件；（4）家居智能化无线控制网关软件；（5）以太网、gsm、pstn、蓝牙、zigbee协议转换软件 ；（6）家居智能化无线网络配置管理软件硬件部分：（1）2.4g zigbee 高频通讯模块（2）无线网络终端节点模块（3）无线智能网关模块（4）无线遥控器模块3、在实用化产品方面最终开发出一套完整的、高性价比的、实用化的无线家庭智能化应用产品，并产业化推向市场（如图7）。（1）主要功能包括：家庭设备控制；家庭环境监控；家庭场景设置；集中遥控功能；安防监控报警；远程监测控制（2）主要产品清单： 无线智能家居网

39、关控制器；无线集中遥控器；无线红外转换器；无线灯光控制模块； 无线家电开关控制模块； 无线家电智能控制模块；无线窗帘控制模块；无线温湿度监控模块；无线烟雾监控模块；无线红外监控模块；无线水浸监控模块；无线气体监控模块；无线电流电压监控模块；无线门禁监控模块；无线玻璃破损监控模块无线抄表系统模块图7 无线家庭智能化系统实现示意图4、项目现有研究基础（1）在“无线传感器网络中基于信道自适应的能耗管理研究”等理论方面取得成果。（2）已在2004版zigbee规范协议栈基础上，完成了2004版zigbee协议栈的精简版，并实现了zigbee无线传感器网络、并可以进行无线网络采集温湿度、亮度等参数、无线

40、zigbee网络定位等应用。（3）用于zigbee系统开发学习的仿真系统已开发完毕，正在对zigbee2006版协议栈进行分析研究。（4）在433兆自主专有无线网络协议上，已开发出带无线网关控制器的智能家居数据采集、无线门禁系统、无线手表抄送、工业控制无线数据传输等项目。（5）基于arm9架构的无线网关控制器的设计基本完成。（6）zigbee无线通讯模块的原型设计基本完成。5、项目的其他优势（1）产学研合作充分发挥各自优势深圳大学和深圳市无线谷科技有限公司共同合作开发最新zigbee规范的无线家居智能化通用平台系统，深圳无线谷公司是国内领先的无线开发系统和无线应用产品开发商，在zigbee产品

41、应用推广方面走在了全国前列，在无线射频通讯领域积累了多年的开发和应用经验，客户包括清华大学、同济大学、复旦大学、南开大学、武汉大学、浙江大学、深圳大学等上百家著名高校和华北电网、冀东油田、德昌电机、武汉钢铁等数百家企业。（2）有一定的市场基础无线谷公司在智能家居无线网络方面在全国有着一定的知名度，现在和全国10几家规模较大的智能家居制造厂家有合作关系，这为推广我们的无线智能家居产品提供了坚实的市场基础，目前已有多家企业表示对我们的平台和产品感兴趣。 （3）对智能家居产品的行业比较了解通过多年的积累，我们对国内外智能家居行业的现状、各种技术、应用前景、主要厂家以及智能家居的概念、需求、实现功能等

42、方面都有深入地了解。四、项目实施团队介绍1、项目负责人 项目负责人为深圳大学电信学院副院长王晖。王晖先生于1996年7月毕业于西安交通大学电气工程学院通信与信息系统，获博士学位。1997年至今在深圳大学信息工程学院从事教学和科研工作，2000年赴英国lancashire大学、liverpool大学合作科研，开展无线通信方面的研究。1999年晋升副教授，2004年晋升教授。现为深圳大学信息工程学院副院长，通信与信息系统专业硕士生导师，广东省“千、百、十”人才培养对象，“移动计算与分布式系统”实验室主任，ieee通信协会和信号处理协会会员。近几年主要研究方向是无线局域网和数据通信等，在本项目中总体

43、负责研究方案的实施，主要承担无线传感器实验网构建、信道衰落统计估计、时变信道特性等工作。王晖先生在无线网络、数据通讯等领域有多年的教学和科研经验，近年来承担了许多国家和省市重大科研项目的实施，不仅在学术和科研上具有较高造诣，而且在项目规划、项目组织和管理方面也有着丰富的经验。王晖先生出色的背景和经历对zigbee无线家庭智能化平台系统项目的成功实施起着十分重要的作用。2、项目研发人员 项目主要研发人员由深圳大学学学识渊博、科研能力强的骨干教师以及深圳市无线谷科技有限公司在zigbee无线网络产品研发方面经验丰富的工程师组成。项目组成员林晓辉博士, 1975年9月生, 广西柳州人。分别于1997

44、年与2000年获得兰州大学电子工程学士与无线电物理硕士学位。2000年赴香港大学，就读于电机与电子工程学系, 并于2003年12月获哲学博士学位。2004年7月始在深圳大学信息工程学院任教，同年12月晋升副教授。目前研究领域包括移动计算与分布式系统，无线网络资源管理，无线网络功率控制与流量调度，路由算法设计与评估，优化理论与应用，电磁理论计算等。主持的科研项目有国家自然科学基金项目“无线传感器网络中基于信道自适应的能耗管理研究”、广东省自然科学基金项目“自组网络中基于时变信道自适应技术的资源跨层优化管理”以及深圳市科技局与深圳大学科研基金项目各一项。近年来在国际电机电子工程师协会(ieee)等

45、国际一流学术期刊与会议上发表论文二十余篇。项目组成员田传俊教授，1964年5月出生，湖北荆州人。于2001年在华南理工大学通信与信息系统专业博士研究生毕业，获得工学博士学位。于2001年在深圳大学信息工程学院工作。承担过多门本科生和研究生课程教学任务，于2004年晋升为教授，现为广东省“千百十”校级培养人才，硕士研究生导师。曾到过香港大学和香港城市大学进行过短期学术研究工作。主要研究领域包括动力系统和信息安全的研究。现正主持国家自然科学基金和广东省自然科学基金项目各一项。于2000年获得教育部“中国高校科学技术奖”2等奖一项。现已在国内外杂志和会议上发表论文30多篇，项目组成员杨小柳，自大学毕

46、业以来一直从事无线通讯产品的研发工作，先后参与开发了无线定位监控系统、无线胎压监测系统、无线温湿度监测网络系统、arm9无线开发系统、无线传感器网络等应用项目，对单片机系统的软硬件开发和无线通信网络协议与编程都十分熟悉，掌握编译器、仿真器、频谱仪、keil、iar、powerpcb等多种嵌入式产品软硬件开发工具和开发平台，对无线高频相关器件的性能、选型和使用也非常熟悉，是一名具有丰富实践经验的无线产品应用开发工程师。3、项目产业化经营人员项目产业化经营人员主要来自深圳市无线谷科技有限公司，深圳市无线谷公司是国内领先的无线开发系统、无线应用产品开发商，在无线射频通讯领域积累了多年的开发和应用经验

47、，在zigbee产品应用推广方面也走在了全国前列。公司客户包括清华大学、同济大学、复旦大学、南开大学、武汉大学、浙江大学、深圳大学等上百家著名高校以及华北电网、冀东油田、德昌电机、武汉钢铁、国电科技、海外装饰等数百家企业。公司已经在zigbee无线网络领域拥有了较高的知名度，积累了非常深厚的市场基础。无线谷公司经理程东风将担任项目产业化经营方面的负责人。程东风在从事了多年的it信息产品开发工作后，先后在深圳黎明集团、深圳远望城电脑有限公司、深圳无线谷公司等企业担任市场营销主管、公司经理等职务，有近十年的高科技企业经营管理经历，对研发管理、市场推广、成本控制、公司运营等方面都积累较丰富的经验，对

48、短距离无线通信产品的发展状况和市场动态也非常了解。无线谷公司的康凯，通信专业毕业，但是产品营销主管。康凯从事zigbee无线产品的推广已经2年多，有扎实的无线数据通讯技术背景，对zigbee无线网络技术的发展动态、产品特性以及中国zigbee无线网络市场情况都有着非常深入的了解，同时在无线通讯产品销售方面也取得了骄人的业绩，是一名经验丰富的技术型无线产品推广人员。五、项目实施计划1、项目已完成部分深圳大学和深圳市无线谷科技有限公司决定在双方多年来研究和开发成果的基础上，合作实施“基于最新zigbee规范的无线家居智能化通用平台系统”项目，目前已完成部分有：（1）项目的整体概念、功能规划和可行性

49、分析。（2）在2004版zigbee规范协议栈基础上，完成了2004版zigbee协议栈的精简版编写，并实现了zigbee无线传感器网络、并可以进行无线网络采集温湿度、亮度等参数、无线zigbee网络定位等应用。（3）用于zigbee系统开发学习的仿真系统已开发完毕，正在对zigbee2006版协议栈进行分析研究。（4）在433兆自主专有无线网络协议上，已开发出带无线网关控制器的智能家居数据采集、无线门禁系统、无线手表抄送、工业控制无线数据传输等项目。（5）基于arm9架构的无线网关控制器的原型设计基本完成。（6）zigbee无线模块的原型设计基本完成。2、项目计划进度阶 段起止时间阶段目标及

50、工作进度指标系统的整体规划以及可行性分析2007.3-2007.7根据已有基础和系统原型，规划出基于最新zigbee规范的无线家居智能化通用平台系统功能与性能指标，并初步拟定系统功能清单和系统性能清单。完成产品可行性调查以及产品市场前瞻性分析。出示可行性报告。zigbee协议栈熟悉以及应用化修改2007.5-2007.12从理论层面和应用层面对zigbee协议进行学习、理解、消化。协议研究人员从理论层面对开发人员进行指导，双方人员配合，拟定可执行性方案草案，由开发人员具体实施，并做出可执行性验证报告，最终完成协议栈针对特定系统的应用化修改，形成一个精简高效的专门针对家庭智能化的zigbee应用

51、协议。系统部件的软硬件的设计2007.6-2008.2对zigbee无线家庭智能化平台系统的无线通讯模块、采集监控单元、无线智能网关等系统部件的完成原型设计、产品的硬件、制版和相应的嵌入式软件。系统底层通信接口的完善并建立系统各单元间的通信2007.8-2008.4完成系统硬件接口、软件接口的规划与实现，以支持zigbee协议栈的硬件为依托，完成基于zigbee协议的网络通信，完成系统各单元数据通信的建立。完善其他底层非无线接口的规划和分配。提高系统整体数据传输的效率。搭建一个zigbee无线家庭智能化的底层可运行平台系统上层应用的开发与完善2007.10-2008.4完成对上层用户功能的规划

52、，人机交互界面的设计，并实现通过上层命令调动底层动作，完成系统的整体架构，完成osi7层的结合以及各层功能的统一。测试系统的初步搭建，完成系统雏形，并确定系统功能和系统性能，可演示软件功能，出示系统运行情况报告。系统工业化设计2007.12-2008.2对系统各单元的外观，尺寸，灵活性，易用性以及通用性进行分析。确定系统基本配置，完成产品附件的选型与生产。确定产品外观，并进行模具的设计、选择和生产。最终按主要产品清单完成产品定型。系统整体测试，改进系统性能2008.2-2008.6对产品的各项指标进行详细测试，如系统稳定性测试、系统安全性测试、系统抗干扰能力测试、系统适用环境测试等，出示初步测

53、试报告。对系统存在的问题以及系统的不良性能进行改进，直到系统完善，出示最终测试报告，办理相关产品认证。市场规划以及系统上市安排2008.2-2008.6由企业市场人员做详细的市场调研，做出市场调研报告。并初步拓展营销渠道，产品推广、试用，总结用户反馈信息，做系统的最终完善。系统上市。六、项目资金运用计划1总投资（123） 1202已完成投资单位自筹50政府资金（注明政府部门）0企业资助3新增投资来源单位自筹20申请区科技研发资金50国家、省、市拨款0企业资助新 增 投 资 使 用 计 划人员费35设备费6能源材料费8试验外协费13差旅费2会议费1管理费3其他相关费用2合计60其中申请区科技研发

54、资金用途人员费20仪器设备费仪器名称金额zigbee无线开发板2arm9开发试验板2zigbee网络监控仪2试验外协费租赁费用1委外加工费用(模具费)10委外试验费用2能源材料费8差旅费1其它相关费用2合计50七、项目产业化及市场推广计划1、项目产业化介绍 “基于最新zigbee规范的无线家居智能化通用平台系统”项目从立项开始就是和市场需求和实际应用紧密联系在一起的，我们在项目立项之初就已经将研究成果到实用产品的衔接纳入了整个项目的总体规划。项目的最终目的是利用深圳大学、深圳无线谷公司的各自优势，及时地将zigbee无线智能家居的研究开发成果转化为产品，抢占市场先机。因此，项目的产业化也是项目

55、实施的一个重要环节。（1）项目产业化的主体项目产业化的实施完全按照市场化的模式进行运作，即由市场经营主体公司来完成产品的产业化。市场经营主体公司的确立可以采取按阶段分步实施的办法：第一步，在深圳大学、深圳市无线谷科技有限公司共同研发成果的基础上，由深圳市无线谷科技有限公司来承担zigbee无线家居智能化产品的产业化。这样安排的有利之处在于：一方面可以充分利用无线谷公司在zigbee无线网络产品市场上积累的市场资源和知名度，使产品可以不费周折地迅速进入到相关市场、直接面向客户。另一方面，还可以利用无线谷公司现有的、较完善的无线产品器件采购、开发、生产、测试、客户服务等一系列相关资源和渠道，使产品

56、能够以最快的速度上市，并保证产品质量和一致性。第二步，在zigbee无线家居智能化产品产业化规模达到一定程度后，深圳大学可以以技术入股或者和无线谷公司、其他拥有行业资源的实力企业共同成立一家新公司的方式将zigbee无线家居智能化产品产业化规模做大，使之成为国zigbe无线家居智能化产品的领军企业。（2）项目产业化的目标总体目标：力争在3年内成为技术水平一流、产品成熟稳定、具有较高品牌知名度、市场份额较大、在国内处于领先地位的无线智能家居产品提供商。阶段性目标：第一步，通过我们的先发技术优势，推出在市场上遥遥领先的产品和方案，迅速地占据市场，成为行业最具影响力的品牌之一。目前zigbee无线家居智能化产品在中国还处在蓄势待发阶段，具有技术含量、竞争力强的产品和方案完全可以在这个新的行业领域脱颖而出。第二步，通过增资扩股等方式吸纳其他有实力的机构和企业，增加企业资产规模，加强系列产品的研发力度，扩大产品的生产规模，努力成为国内影响和规模最大的无线智能家居产品提供商之一。2、市场推广计划 我们要实现