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摘 要:隨著科技的發(fā)展與生活水平的提高，人們對(duì)生活環(huán)境與生活質(zhì)量的要求也越來越高。智能家居的出現(xiàn)可以改善傳統(tǒng)的生活方式，為人們提供現(xiàn)代化、智能化的生活環(huán)境。對(duì)提高人們的生活水平，改善居民的家居環(huán)境有著重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用前景。 智能家居又稱智能住宅，它是將自動(dòng)化控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)融合為一體的網(wǎng)絡(luò)化智能化的家居控制系統(tǒng)。智能家居能夠讓住戶用更方便的手段來管理家庭設(shè)備，比如只通過一塊觸摸屏就可以控制家中的各種家居設(shè)備；另一方面，智能家居內(nèi)的各種設(shè)備可以在相互之間進(jìn)行通訊，不需要住戶指揮也能根據(jù)不同的狀態(tài)互動(dòng)運(yùn)行，從而給住戶帶來最大程度的高效、便利、舒適與安全。 本文結(jié)合了ARM處理器與Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以S3C2440開發(fā)模塊和嵌入式Linux系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行家庭網(wǎng)關(guān)控制平臺(tái)的設(shè)計(jì)。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通信通過CC2430芯片實(shí)現(xiàn)Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)部分的設(shè)計(jì)，外部通過GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)利用手機(jī)短消息對(duì)家庭內(nèi)部家居狀態(tài)的監(jiān)控，并且在Web服務(wù)器和CGI通用網(wǎng)關(guān)接口程序的基礎(chǔ)上進(jìn)行家庭網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控。 文中對(duì)智能家居系統(tǒng)的研究背景、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了分析研究，在理論上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了包含家庭網(wǎng)關(guān)、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)控制、外部網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控三部分的智能家居系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了包括門窗及窗簾模塊、家電控制模塊、室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊、用電情況監(jiān)測(cè)模塊、非法入侵報(bào)警模塊在內(nèi)的各種功能模塊。理論上實(shí)現(xiàn)了各個(gè)模塊與家庭網(wǎng)關(guān)之間的通信控制，以及在外部網(wǎng)絡(luò)的條件下對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。 關(guān)鍵詞：智能家居；Zigbee；ARM；遠(yuǎn)程控制；嵌入式系統(tǒng)
目錄 摘要 ABSTRACT 第一章 緒論-1 1.1 課題來源及研究背景-1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)-1 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀-1 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀-2 1.2.3 發(fā)展趨勢(shì)與前景-2 1.3 論文的主要內(nèi)容-2 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)安排-3 第二章 智能家居系統(tǒng)整體研究設(shè)計(jì)-5 2.1 智能家居介紹-5 2.2 設(shè)計(jì)智能家居需要考慮的因素-5 2.3 智能家居系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案-5 2.3.1 功能介紹-6 2.3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路-7 2.4 本章小結(jié)-8 第三章 家庭網(wǎng)關(guān)的研究與設(shè)計(jì)-9 3.1 家庭網(wǎng)關(guān)硬件選擇-9 3.1.1 ARM微處理器-9 3.1.2 S3C2440處理器-9 3.2 家庭網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計(jì)-10 3.2.1 電源電路設(shè)計(jì)-11 3.2.2 串口電路設(shè)計(jì)-12 3.2.3 JTAG接口電路設(shè)計(jì)-13 3.2.4 語音功能設(shè)計(jì)-13 3.3 家庭網(wǎng)關(guān)軟件選擇-14 3.3.1 嵌入式軟件選擇依據(jù)-14 3.3.2 嵌入式Linux操作系統(tǒng)-14 3.2.3 Boa嵌入式Web服務(wù)器-15 3.4 家庭網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計(jì)——嵌入式Linux操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-15 3.4.1 交叉編譯環(huán)境的搭建-16 3.4.2 Bootloader引導(dǎo)程序-17 3.4.3 Linux內(nèi)核移植-17 3.4.4 文件系統(tǒng)移植-18 3.5 家庭網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計(jì)——嵌入式Web服務(wù)器的設(shè)計(jì)-18 3.6 本章小結(jié)-19 第四章 家庭網(wǎng)關(guān)的功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-21 4.1 ZIGBEE模塊-21 4.1.1 Zigbee無線通信技術(shù)-21 4.1.2 CC2430開發(fā)模塊-21 4.1.3 Zigbee模塊硬件設(shè)計(jì)-22 4.1.4 Zigbee模塊軟件設(shè)計(jì)-22 4.2 GSM模塊-23 4.2.1 GSM通訊技術(shù)-23 4.2.2 GSM模塊設(shè)計(jì)-24 4.3 CGI模塊-24 4.3.1 CGI網(wǎng)絡(luò)接口-24 4.3.2 CGI模塊設(shè)計(jì)-25 4.4 本章小結(jié)-25 第五章 各功能模塊設(shè)計(jì)-27 5.1 門窗及窗簾控制模塊-27 5.1.1 硬件設(shè)計(jì)-27 5.1.2 軟件設(shè)計(jì)-27 5.2 家電控制模塊（包括電源、電燈、電視等電器）-28 5.2.1 硬件設(shè)計(jì)-28 5.2.2 軟件設(shè)計(jì)-28 5.3 用電情況監(jiān)測(cè)模塊-28 5.3.1 硬件設(shè)計(jì)-28 5.3.2 軟件設(shè)計(jì)-29 5.4 室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊（火災(zāi)煙霧、煤氣泄漏報(bào)警）-30 5.4.1 硬件設(shè)計(jì)-30 5.4.2 軟件設(shè)計(jì)-30 5.5 入侵檢測(cè)報(bào)警模塊-31 5.6 本章小結(jié)-32 第六章 結(jié)論與展望-33 6.1 論文總結(jié)-33 6.2 研究展望-33 參考文獻(xiàn)-34 致謝-36 |
