本课题中采用ZigBee无线通信技术来搭建低成本、低复杂度、高容量、高度可扩展性的分布式智能家居网络系统。本方案中智能家居系统控制器采用网蜂（WeBee）科技公司的CC2530-ZigBee开发套件来实现，包括一个协调器(Coordinator)和一个终端(Terminal)。终端通过串口通信的方式获取仿真传感器输出的字符串和指令，然后将其以ZigBee无线通信网络的方式发送给协调器，协调器对接收到的字符串和指令做出判断后，最后以串口通信的方式反馈给PC，在虚拟三维家居场景中做出调整温度，湿度和光照强度等操作，从而最终实现虚拟三维家居场景和智能家居系统控制器之间的无线双向通讯传输。

本文的研究工作

综上所述和问题分析，本文中设计了一种基于ZigBee无线通信技术的低复杂度、高容量、高度可扩展性的分布式智能家居三维物联网虚拟仿真系统。该仿真系统对基智能家居中ZigBee组网方式进行了重现，同时借助3DMAX[5]模型和OpenGL编程技术，实现了可视化的装修设计，并对三维家居场景中光照强度等物理量实现了三维可视化仿真。

在基于智能家居的三维物联网虚拟仿真系统具体设计中，首先借助3D MAX模型，运用OpenGL编程技术，通过读取DXF文件创建三维家居场景。然后，借助CC2530片上解决方案（内置80C51），实现了下位机之间基于ZigBee技术的无线数据传输以及上位机和下位机之间的串口通信数据传输，完成了仿真系统中虚拟三维家居场景的快速搭建，并在此基础上实现了仿真智能家居系统控制器通过无线通讯技术对三维虚拟场景控制器的驱动和灯光控制，以及智能家居中光强等物理量的三维可视化仿真。最后，借助Visual C++数字图像处理技术中的图像旋转，基于ALPHA通道位图（BMP）技术的图像融合等技术创建了地板砖图像模板，并通过OpenGL纹理映射技术，对三维房屋室内的地面进行了地板砖纹理贴图，实现了可视化的装修设计。

论文结构安排

本论文共有八个章节和一个附录，内容安排如下。

第一章绪论

本章节概述了物连网和智能家居的发展现状和目前存在的一些问题，介绍课题的选题背景和研究目的，课题的大体研究内容，本论文结构的安排和相关术语介绍。

第二章OpenGL介绍

本章节为第五章节中三维家居场景创建部分OpenGL编程技术的应用进行理论知识介绍。本章节概述了OpenGL的状态机制，图形创建的工作流程（渲染管线），视图和矩阵栈操作。

第三章DXF文件介绍

本章节为第五章节中三维家居场景创建部分DXF文件的读取和数据预处理的应用进行理论知识介绍。本章节主要介绍了DXF文件的主题结构和有效信息段（包括标题段，实体段和块段）的存储结构。

第四章DXF文件的读取

本章节主要介绍了DXF文件中基本图元（包括顶点，直线和多边形）和块状图元的读取和数据预处理方法，获取到的有效数据信息将用于第五章中三维家居场景的创建。

第五章三维家居场景的创建

在第二章节至第三章节相关理论知识补充和第四章节DXF文件读取的基础之上，本章节详细阐述了如何快速进行三维家居场景的创建。在三维家居场景创建过程中，首先，对DXF文件进行了读取和数据的预处理，并分类存储了和房屋结构相关的有效数据；然后，进行了二维房屋数据的构建（包括房屋结构数据的提取，墙体中线的生成和门窗的辨别与生成）；最后，在二维房屋数据结构的基础上，进行墙体，门洞和窗洞的生成......