随着社会的进步和技术的发展,智能家居系统越来越完善,为人们提供了舒适和便捷的生活。在智能家居系统中,通信模块是整个系统的基础。在多种短距离通信技术中,ZigBee技术凭借其优良的性能成为最适合智能家居系统的通信技术之一。本文主要完成系统中各个设备之间用于通信的ZigBee模块。论文首先阐述了课题的研究背景和意义,介绍了ZigBee技术国内外的研究和发展现状,并引出通信模块的设计对整个系统的重要性。随后整体介绍了智能家居系统中的ZigBee模块,并从功能需求、性能指标两方面提出了ZigBee模块的设计需求。通过对比各种可行的方案,最后选定了SoC的实现方案,并给出了ZigBee模块的总体结构。接着,综合比较各厂商SoC实现方案,最终确定了以CC2530为核心的ZigBee模块SoC设计方案。根据此方案对ZigBee模块进行硬件电路设计,将电路分为RF电路和外围电路两个部分。其中RF电路需要考虑巴伦电路、阻抗匹配和传输线设计,经过理论分析和软件仿真,最终完成了设计。外围电路主要包括晶振电路和电源去耦滤波电路。在完成电路图的基础上,介绍了PCB板的抗干扰设计和可靠性处理。然后,分析和设计了ZigBee模块的天线。论文介绍了天线的基本特性,分析了室内电磁波的传播机制和退极化特性,得出了天线的特殊要求。根据要求,选择了倒F天线。对倒F天线进行了理论分析和软件仿真,完成了倒F天线的设计。为提高增益,对倒F天线进行了改进。然后,对ZigBee模块在智能家居系统中的应用进行了软件设计,主要分析和设计了协调器节点、路由节点和终端节点的工作流程。在此基础上,对ZigBee模块的低功耗设计进行了研究,方便ZigBee模块应用在能量有限的场景。最后,对ZigBe e模块进行了测试,主要包括ZigBee模块天线、通信性能和功耗的测试,测试结果表明ZigBee模块适合应用于智能家居系统中。