基于ARM的智能家居红外控制系统的研究与实现

发布时间：2021-03-27 16:43

随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，人们对生活环境和生活质量的要求也越来越高，开始由纯粹地追求宽敞的生活空间及奢华的室内装修转向家居智能化，享受智能化带来的舒适、安全和便捷的生活环境。与此同时，在智能化技术方面，电子通信技术与计算机控制技术的快速发展，也进一步促进了智能家居控制系统的出现。作为智能家居系统关键子系统之一的家电红外控制系统，是智能家居的重要研究课题。本论文的主要内容是设计一种基于ARM的智能家居红外控制系统，它克服了传统红外控制系统在智能家居应用中的局限性。该系统采用ARM Cortex A8为核心的AllwinnerA10作为主控芯片、Linux为嵌入式操作系统，通过红外学习模块对家电设备遥控器红外编码学习，将室内多种家电设备的红外遥控功能集成在Android智能终端上，在Android智能终端实现对家电设备的集中控制功能。论文重点研究了以下内容：1、系统无线通信方案选择、智能家居红外控制系统的ARM控制端与Android客户端方案设计，以及Android相关技术的研究；2、智能家居红外控制系统的硬件平台设计，主要包括重要接口电路设计，如存储设备模块接口电路、Nand Flash模块接口电路、标准红外学习模块接口电路、电源转换电路、USB接口电路等；3、智能家居红外控制系统软件平台的搭建，包括交叉编译器的安装、BootLoader移植、Linux内核定制与移植、根文件系统制作、Qtfor Android环境安装及配置；4、智能家居红外控制系统的应用软件的设计与实现，包括ARM服务器与Android应用程序的总体软件结构设计，以及串口初始化模块、红外学习模块、红外下载模块、红外控制模块、登录模块、注册模块、获取密码模块等功能子模块的设计与实现；5、整合软硬件系统进行集成测试。经过严格测试和实际应用，证明该红外控制系统可以很好地满足实际应用需求，在红外学习、红外下载、和红外控制等方面都达到了相应的指标，具备较高的实用价值。
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU855;TN219

文章目录

摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 课题国内外研究现状

1.3 课题研究的主要内容

1.4 本章小结

第2章智能家居红外控制系统总体设计

2.1 智能家居红外控制系统结构分析

2.2 智能家居红外控制系统无线通信方案比较

2.3 智能家居红外控制系统方案设计

2.3.1 智能家居红外控制系统 ARM 控制端设计方案

2.3.2 智能家居红外控制系统 Android 客户端设计方案

2.4 Android 关键技术

2.4.1 Android 平台架构

2.4.2 Android 软件生命周期

2.4.3 NDK 与 JNI 技术

2.4.4 Android 环境配置

2.5 本章小结

第3章智能家居红外控制系统硬件设计

3.1 智能家居红外控制系统硬件结构设计

3.2 ARM Cortex-A8 芯片

3.3 存储器电路设计

3.4 NAND FLASH 电路设计

3.5 标准红外学习模块

3.5.1 红外发射电路

3.5.2 红外接收电路

3.5.3 红外编码与解码

3.5.4 红外学习工作原理

3.6 其它电路接口设计

3.6.1 电源转换电路

3.6.2 USB 接口电路

3.6.3 串口电路

3.7 本章小结

第4章智能家居红外控制系统软件平台搭建

4.1 Linux 开发环境的搭建

4.1.1 Linux 串口调试工具的安装

4.1.2 Linux 交叉编译器的安装

4.2 BootLoader 移植

4.3 Linux 内核定制与移植

4.4 根文件系统制作

4.5 Qt for Android 软件环境搭建

4.6 本章小结

第5章智能家居红外控制系统软件设计

5.1 智能家居红外控制系统软件结构设计

5.2 智能家居红外控制系统服务器端设计

5.2.1 串口初始化模块

5.2.2 服务器端注册响应模块

5.2.3 服务器端获取密码响应模块

5.2.4 服务器端登录响应模块

5.2.5 服务器端红外学习模块

5.2.6 服务器端红外下载模块

5.2.7 服务器端红外控制模块

5.3 智能家居红外控制系统 Android 客户端设计

5.3.1 客户端注册模块

5.3.2 客户端获取密码模块

5.3.3 客户端登录模块

5.3.4 客户端红外学习模块

5.3.5 客户端红外下载模块

5.3.6 客户端红外控制模块

5.4 本章小结

第6章智能家居红外控制系统调试与分析

6.1 实验环境

6.2 系统调试

6.2.1 无线通信模块调试

6.2.2 身份验证模块

6.2.3 红外学习模块

6.2.4 红外下载模块

6.2.5 红外控制模块

6.3 调试结果分析

6.4 本章小结

第7章总结与展望

7.1 论文总结

7.2 未来工作展望

参考文献

附录1 系统操作流程

附录2 串口初始化程序

攻读学位期间的研究成果

致谢

【参考文献】