基于Android的无线智能家居系统设计与研究

发布时间：2017-08-17 14:34

  本文关键词：基于Android的无线智能家居系统设计与研究

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【摘要】：伴随着智能手机产业的快速发展,网络通信技术的日新月异,物联网浪潮的推波助澜,智能家居逐渐成为当代家居生活的发展方向。家庭网络需要具备便捷性、模块化、扩展性及独立性的通信特点,而无线网络技术能够为智能家居系统提供更大的灵活性、移动性,所以把无线网络技术融入到家庭网络中已经成为当今智能家居市场主流趋势。因此,本文设计开发了基于Android的无线智能家居系统。首先,本文分析了无线智能家居系统的结构;然后,在对市面上几种主流的无线通信技术和操作系统建表比较以后,本文择优选取WIFI、ZigBee和射频无线通信技术和Android操作系统对系统进行开发;最终,本文设计了完整的无线智能家居系统解决方案。硬件设计方面,本文的硬件系统主要包括CC2530单片机最小系统,供电电路,智能灯开关系统,智能插座电路,智能窗帘电路,环境监测电路以及中央控制器。其中智能灯开关系统主要由单线制取电电路、晶闸管驱动电路以及触摸面板构成,智能开关系统对灯既实现了无线网络控制又实现了物理控制。智能插座和智能窗帘电路都采用三极管驱动继电器实现通断控制。环境监测电路利用TC77和MQ-2实现温度和气体的采集。中央控制器通过RT5350与CC2530的串口连接,架起WIFI与ZigBee之间通信的桥梁。软件设计方面,本文的软件系统主要包括ZigBee网络软件设计,315M射频网络软件设计,WIFI网络软件设计。通过对ZigBee协调器和终端节点进行了建立网络,加入网络,事件处理的程序设计实现了中央控制器与ZigBee终端通信。315M射频收发程序的设计实现了智能灯子控制器和触摸面板的通信。WIFI无线网络的软件设计包含OpenWrt操作系统、服务器、APP的软件设计。OpenWrt操作系统实现WIFI串口的功能,通过串口进行WIFI信号与ZigBee信号的相互转化。设计有固定的IP地址和端口号的TCP服务器实现控制指令的转发和登录密码的验证。本文设计了APP的登录界面,主控界面,情景界面,设置界面,以及各个房间的子界面并且运用TCP协议与服务器进行通信,SQLite进行数据存储。此外,在完成设计以后对无线智能家居系统的各项功能进行测试,系统在各项测试中性能优良,达到了系统设计预期的要求。
【关键词】：Android WIFI ZigBee
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU855
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 智能家居简介10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.2.1 国外发展现状11
• 1.2.2 国内发展现状11-12
• 1.3 本文的主要工作12-14
• 第二章 无线智能家居系统的方案设计14-25
• 2.1 无线智能家居系统的组成14
• 2.2 网络通信技术方案选择14-16
• 2.3 控制终端操作系统的选择16-23
• 2.3.1 Android简介17-18
• 2.3.2 Android系统结构18-20
• 2.3.3 Android应用程序的组成及工作流程20-23
• 2.4 系统总体方案23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 无线智能家居系统的硬件设计25-38
• 3.1 ZigBee模块25-28
• 3.1.1 ZigBee芯片选型25-26
• 3.1.2 CC2530核心电路设计26-28
• 3.2 电源模块28-29
• 3.3 子控制器硬件设计29-35
• 3.3.1 智能灯开关模块29-32
• 3.3.2 智能插座模块32
• 3.3.3 智能窗帘模块32-34
• 3.3.4 环境监测模块34-35
• 3.4 中央控制器硬件设计35-36
• 3.5 本章小结36-38
• 第四章 无线智能家居系统的软件设计38-66
• 4.1 ZigBee无线网络的软件设计38-41
• 4.1.1 协调器软件设计39-40
• 4.1.2 ZigBee终端节点软件设计40-41
• 4.2 射频无线网络的软件设计41-42
• 4.3 WIFI无线网络的软件设计42-52
• 4.3.1 OpenWrt操作系统设计44-46
• 4.3.2 服务器设计46-48
• 4.3.3 Android应用程序设计48-52
• 4.4 Android应用程序界面设计52-65
• 4.4.1 登录界面的设计与实现52-54
• 4.4.2 主控界面的设计与实现54-56
• 4.4.3 各房间界面的设计与实现56-61
• 4.4.4 情景模式界面的设计与实现61-62
• 4.4.5 其他界面的设计与实现62-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 无线智能家居系统测试66-70
• 5.1 智能灯测试66-67
• 5.2 智能插座测试67
• 5.3 智能窗帘测试67-68
• 5.4 环境监测系统测试68-69
• 5.5 情景模式测试69
• 5.6 本章小结69-70
• 第六章 总结与展望70-72
• 6.1 本文的主要成果70-71
• 6.2 课题研究展望71-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-77

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