基于KNX总线的智能家居体验中心研究与设计

发布时间：2017-03-16 19:06

  本文关键词：基于KNX总线的智能家居体验中心研究与设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：智能家居以现代计算机技术、现代控制技术、现代通信技术、现代图形显示技术为基础,将家居生活各子系统有机地结合在一起,构成一个协同工作和方便管理的智能网络,有效地改善了人们的居住环境和生活方式。近年来,国家加大了对智能家居产业支持力度,在相关技术进步和行业发展的带动下,海尔、长虹等家电开始涉足该行业,也涌现出许多尼特这样专门从事智能家居产品开发的科技型企业,使我国具有自主产权的智能家居产品不断增多。当下,全国各地出现了采用技术和产品体验模式的智能家居推广销售中心,对智能家居产品的推广起到了有效的促进作用。智能家居体验中心是向消费者集中展示智能家居功能和特点的综合体,通过各种灯光明暗变化、音影视听场景互换、电动门窗随环境调节、以及各种家用电器远程控制等智能网络控制功能完美地展示,可以让消费者亲身体验自己“未来的家”。KNX总线技术具有良好互操作性和交互性,是家居和楼宇控制的唯一国际标准,KNX协议遵循OSI协议规范,在智能家居设备的有线组网中广泛应用。本文在借鉴和剖析长虹智能家居和尼特智能家居已有的智能家居解决方案的基础上,提出了基于KNX总线的智能家居体验中心设计方案,由于基于KNX总线智能家居网络不能直接与以太网和无线网络进行数据交互,本文还专门设计开发了基于KNX总线的智能家居网关,较好地解决了KNX智能家居网络与外部网络的互联互通问题。KNX智能家居网关是外部有线、无线网络与智能家居网络互联互通的关键设备。它从多种外部网络接受信息并将其转换为可在KNX总线上传输的形式,通过KNX总线传递到指定的智能家居设备,从而控制和管理家庭网络内部设备。本文详细阐述了智能家居网关的硬件和软件设计与实现过程:硬件方面主要包括以太网接口、KNX模块、无线网模块以及主控制器的设计与实现;软件方面包括应用软件主程序、TP-UART-IC通信程序、以太网通信程序、无线通信程序的设计与实现等。最后,通过对网关与外部网络实际通信数据分析,说明所设计的KNX智能家居网络基本达到了设计要求。
【关键词】：智能家居 体验中心 KNX总线 嵌入式系统 主控制器 网关
【学位授予单位】：天津职业技术师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU855;TN915.05
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-12
• 1.1 课题研究背景与意义9
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势9-10
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10
• 1.2.3 智能家居发展趋势10
• 1.3 论文主要内容10-12
• 第2章 KNX总线及其协议分析12-22
• 2.1 KNX总线概述12
• 2.2 KNX的参考模型12-15
• 2.2.1 物理层13
• 2.2.2 数据链路层13-14
• 2.2.3 网络层14
• 2.2.4 传输层14-15
• 2.2.5 应用层15
• 2.3 KNX网络拓扑结构和KNX总线元件15-17
• 2.3.1 KNX网络拓扑结构15-16
• 2.3.2 KNX总线元件16-17
• 2.4 物理地址与组地址17-18
• 2.4.1 物理地址17
• 2.4.2 组地址17-18
• 2.5 通信对象和KNX通信过程18-21
• 2.5.1 通信对象18-20
• 2.5.2 KNX通信过程20-21
• 2.7 本章小结21-22
• 第3章 基于KNX总线的智能家居体验中心设计22-31
• 3.1 智能家居体验中心设计思想22-23
• 3.1.1 智能家居标准22-23
• 3.1.2 KNX总线优势23
• 3.2 智能家居体验中心设计原则23-24
• 3.3 智能家居解决方案剖析24-27
• 3.3.1 长虹智能家居解决方案剖析24-25
• 3.3.2 尼特智能家居方案剖析25-27
• 3.4 基于KNX总线的智能家居体验中心设计27-30
• 3.4.1 基于KNX总线的智能家居体验中心总体方案27-28
• 3.4.2 基于KNX总线的智能家居体验中心子系统28-30
• 3.5 本章小结30-31
• 第4章 基于KNX总线的智能家居网关硬件设计31-43
• 4.1 智能家居网关硬件设计方案31-32
• 4.1.1 智能家居网关组成31-32
• 4.1.2 智能家居网关功能32
• 4.2 智能家居网关硬件设计32-42
• 4.2.1 主控制器32-35
• 4.2.2 最小系统模块35-40
• 4.2.3 以太网接口扩展40-41
• 4.2.4 无线通信模块扩展41-42
• 4.2.5 KNX模块扩展42
• 4.4 本章小结42-43
• 5.基于KNX总线的智能家居网关软件设计43-57
• 5.1 软件系统层次架构43
• 5.2 智能家居网关软件运行平台43-52
• 5.2.1 Bootloader移植43-46
• 5.2.2 Linux内核移植46-48
• 5.2.3 文件系统制作48-50
• 5.2.4 移植DM9000网卡驱动50-51
• 5.2.5 串口驱动移植51-52
• 5.2.6 移植SD卡驱动52
• 5.3 应用软件主程序设计52-53
• 5.4 TCP/IP协议与KNX协议转换53-54
• 5.5 TP-UART-IC通信程序54-55
• 5.6 以太网通信程序55-56
• 5.7 无线通信程序56
• 5.8 本章小结56-57
• 第6章 KNX智能家居网关测试结果57-60
• 6.1 智能家居网关测试方案57
• 6.2 Wireshark简介57-58
• 6.3 智能家居以太网模块驱动测试58-59
• 6.4 本章小结59-60
• 第7章 总结60-61
• 参考文献61-63
• 致谢63-64
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文64

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 廖壮嘉;智能家居的黄金时代[J];智能建筑与城市信息;2004年02期

2 廖壮嘉;20岁 智能家居的青春年华[J];智能建筑与城市信息;2004年03期

3 ;比尔·盖茨的智能家居[J];中华建设;2005年05期

4 陈鹏;;智能家居的系统分类和设计[J];仪器仪表标准化与计量;2006年02期

5 王伟光;;走近国外智能化家居[J];数字社区&智能家居;2007年02期

6 张鼎盛;;享受生活 享受智能家居[J];建材与装修情报;2007年05期

7 张鼎盛;;享受生活 享受智能家居[J];建材与装修情报;2007年07期

8 李磊;林晓杰;;智能家居的标准与协议[J];数字社区&智能家居;2008年01期

9 ;专注、专业、专心——打造智能家居行业第一媒体[J];数字社区&智能家居;2008年01期

10 戚振兴;;浅议我国智能家居发展[J];广西轻工业;2009年10期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 吴效明;赵锦萌;吴剑波;;智能家居的医疗监测技术研究[A];中国生物医学工程学会成立30周年纪念大会暨2010中国生物医学工程学会学术大会壁报展示论文[C];2010年

2 荣蓉;吴文p

本文编号：252194