基于ARM的智能云家居控制系统研究

发布时间：2017-06-12 02:06

  本文关键词：基于ARM的智能云家居控制系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代通信技术与物联网技术的飞速发展,人们对于居住环境的要求不断提高,舒适、高效、方便、安全的智能家居系统越来越受到重视,各种智能化家居设备由此应运而生。本文针对智能云家居控制系统的设计与实现进行了以下研究:首先,通过分析比较现有智能家居网关方案和家居设备终端短距离无线通信技术,将ARM处理器和ZigBee模块相结合,搭建了智能云家居控制系统硬件平台;通过移植嵌入式Linux操作系统作为软件平台,构建了基于Boa的嵌入式Web服务器,实现与云服务器之间的数据交互,大大提升了信息数据处理能力。其次,在综合考虑智能家居对控制网络的要求以及ZigBee无线网络特点的基础上,采用ZigBee技术组建智能家居无线感知网络,该网络采用网状结构,实现简单,具备自组织功能,新传感器节点入网无需人工配置。通过对各类感知节点的硬件电路设计,实现了温湿度、灯光、红外、烟雾等环境参数的监测;采用ZigBee和嵌入式技术相结合的方式,完成协调器和终端控制节点之间的组网通信与控制功能,并通过嵌入式web网关作为数据访问的桥接,实现远程访问控制功能。最后,在智能家居应用层,采用CGI编写动态网页技术,实现对家居设备的控制,用户能够通过Web远程访问并进行家居环境的信息监测。同时,完成了基于Android客户端的应用软件设计。系统采用基于Web访问与Android客户端访问相结合的模式,通过ZigBee无线感知节点网络对家居设备进行控制,更方便用户在不同环境下自主选择最佳的远程控制方式。
【关键词】：智能家居 ZigBee ARM web服务器 android系统
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU855;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 课题研究的背景和意义9-10
• 1.2 国内外对智能家居的研究现状及分析10-12
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内智能家居研究现状11-12
• 1.3 论文的组织结构12-13
• 2 智能家居系统整体研究方案13-22
• 2.1 智能家居系统13-14
• 2.2 系统总体设计方案14-16
• 2.3 智能家居系统中的关键技术16-21
• 2.3.1 ARM核心控制器16-17
• 2.3.2 ZigBee技术17-18
• 2.3.3 传感器技术18-19
• 2.3.4 Android系统19-20
• 2.3.5 Socket通信技术20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 3 智能家居系统ARM控制器平台的搭建22-34
• 3.1 智能家居系统控制器硬件开发环境22-23
• 3.2 建立Linux开发环境23-29
• 3.2.1 Uboot移植25-26
• 3.2.2 Linux内核及相关驱动的移植26-28
• 3.2.3 根文件系统的移植28-29
• 3.3 嵌入式Web服务器的搭建29-31
• 3.3.1 Web服务器软件构成29-30
• 3.3.2 构建嵌入式Web服务器30-31
• 3.4 云端数据通信的设计31-33
• 3.4.1 云应用系统架构31-32
• 3.4.2 云端与手机端数据通信处理模块32-33
• 3.5 本章小结33-34
• 4 基于ZigBee的智能家居无线感知节点网络设计34-52
• 4.1 智能家居无线传感器网络34
• 4.2 ZigBee协调器设计34-36
• 4.2.1 ZigBee节点硬件框图34-35
• 4.2.2 ZigBee节点电路设计35-36
• 4.3 无线传感器感知节点设计36-43
• 4.3.1 温湿度传感器模块37-39
• 4.3.2 灯光智能控制模块39-40
• 4.3.3 烟雾传感器模块40-41
• 4.3.4 红外传感器模块41-42
• 4.3.5 继电器模块42-43
• 4.4 ZigBee组网设计43-51
• 4.4.1 Z-STACK协议栈43-45
• 4.4.2 协议栈工作流程分析45-50
• 4.4.3 协议栈应用层程序设计50-51
• 4.5 本章小结51-52
• 5 智能家居系统应用层设计52-64
• 5.1 总体架构52
• 5.2 Web远程控制设计52-58
• 5.2.1 CGI控制程序设计52-55
• 5.2.2 程序编译与测试55-58
• 5.3 Android客户端设计与结构分析58-63
• 5.3.1 代码结构及功能概述58-59
• 5.3.2 Socket通信59-60
• 5.3.3 Android客户端用户操控界面设计60-63
• 5.4 本章小结63-64
• 6 结论64-65
• 参考文献65-68
• 攻读硕士期间发表学术论文情况68-69
• 致谢69

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本文编号：442979