基于ZigBee和Linux的智能家居系统的研究与实现

发布时间：2019-11-09 14:43

【摘要】：随着通信电子技术的迅速发展,信息技术给家居行业产生了深远的影响,家居环境的智能化监控已经成为智能家居的一个重要的发展方向。本文根据智能家居的发展背景和研究现状,并且从实用性和可行性角度出发,研究设计了一套智能家居系统,提出了基于ZigBee组网和嵌入式Linux技术的智能家居系统,整体系统由ZigBee无线传感器网络、嵌入式Linux家庭网关、用户端应用程序这三个部分组成。ZigBee无线传感器网络用于实现家居系统的终端传感器数据采集功能。本文首先研究了ZigBee的网络设备类型、网络拓扑结构、ZigBee的协议栈的层结构和Z-Stack协议栈,从可行性和成本角度出发设计了星型的网络拓扑结构,并且结合OSAL调度系统分别设计ZigBee协调器和ZigBee终端的两个部分的软件,实现ZigBee的组网、入网的功能。组网部分将采用1个ZigBee协调器、3个ZigBee终端来实现ZigBee的星型网络拓扑结构,ZigBee设备采用CC2530芯片,ZigBee终端用于连接各种传感器用来采集室内环境参数,并且通过ZigBee网络将数据发送给ZigBee协调器,由ZigBee协调器和网关之间进行通信。在本文设计的系统中,网关将起到ZigBee无线网络和用户端之间的通信桥梁作用,和ZigBee协调器通过串口方式通信,和用户端通过wifi网络方式通信。本文将在网关上面开发设计SQLite轻量级数据库用来存储ZigBee网络的数据信息,并且开发TCP/IP通信功能用来实现网关和用户端之间的数据交互。本文还将在网关上面开发视频监控功能,视频监控的摄像头选用的是USB接口,因此文中研究了Linux内核中UVC驱动并对其进行了修改,并且深入的分析了Linux的V4L2驱动框架和流媒体服务器Mjpg-streamer,从而实现视频流的获取、图像格式转换、视频流输出等功能。用户端指的是运行在安卓系统上的应用程序,用户端可以实时的查看ZigBee网络传递过来的终端传感器数据,如温湿度数据、红外监测数据、气体检测数据,同时可以实现对ZigBee终端进行指令下达操作,并且可以实时的查看摄像头采集的视频流数据。文章最后对智能家居的整体进行功能测试,如ZigBee的组网性能测试,ZigBee终端数据采集测试,以及视频监控功能的测试等。通过对系统的各个模块的功能整合测试,从而来论证本文设计的系统的可行性。
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU855

【参考文献】

相关期刊论文 前5条

1 冯博;;现代智能家居系统探析[J];科技传播;2014年19期

2 唐华;;2014年家博会见证智能家电大潮到来[J];家电科技;2014年04期

3 陈建鹏;;基于Zstack的无线传感器网络设计与实现[J];电子世界;2012年17期

4 宋伟;翟丽芳;陈霞;;基于V4L2的无线视频传输系统的设计[J];工业控制计算机;2011年09期

5 黄真;;基于ZStack的WSN节点中断程序设计[J];单片机与嵌入式系统应用;2011年07期

相关会议论文 前1条

1 柳宏;;智能家居标准化发展现状研究[A];市场践行标准化——第十一届中国标准化论坛论文集[C];2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 沈寿林;基于ZigBee的无线抄表系统设计与实现[D];南京邮电大学;2016年

2 张佳鑫;基于ZigBee的办公区域智能电器控制系统设计[D];吉林大学;2016年

3 曾涛;基于Android平台的智能家居系统控制中心的设计与实现[D];电子科技大学;2014年

4 芦芳;基于嵌入式操作系统的移动终端多路音视频监控系统[D];南京邮电大学;2014年

5 王娟;基于ZigBee无线传感网络的智能家居系统设计与实现[D];东华理工大学;2013年

6 江志晃;基于数字化的校园视频监控系统设计与研究[D];湖南大学;2013年

7 王峰;基于Hi3516的音视频采集及网络传输技术研究[D];西安电子科技大学;2013年

8 张原;家庭视频监控系统的设计与实现[D];电子科技大学;2013年

9 冀谦祥;基于Linux的嵌入式网络视频监控系统设计与实现[D];电子科技大学;2010年

10 张蕾;基于嵌入式Linux的视频采集系统的研究设计[D];西安电子科技大学;2010年

，

本文编号：2558510