嵌入式智能家居系统的研究与设计

发布时间：2017-10-12 05:47

  本文关键词：嵌入式智能家居系统的研究与设计

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【摘要】：随着人们对智能、舒适、便捷家居环境的追求,智能家居越来越受到人们的关注,并在逐渐改变着人们的生活习惯。论文分析了智能家居在国内外的发展现状,结合目前市场中智能家居产品的特点,设计了一种基于嵌入式的智能家居系统,该系统主要由家庭网关和终端节点组成。家庭网关是整个系统的核心,负责管理和控制整个系统,终端节点是家庭网关控制的对象,主要用来对家用电器进行控制和对家庭环境进行检测。本文从硬件角度和软件角度两个方向对智能家居系统的设计进行了详细的介绍,最后对系统进行测试。硬件部分设计了家庭网关和终端节点的硬件结构,并对家庭网关和终端节点各个模块和接口电路进行设计。实现了家庭网关的电源模块、复位电路、JTAG调试接口、网络接口、存储模块、无线通信模块等的电路设计。同时实现了终端节点的存储模块、电源控制模块、红外控制模块和温湿度检测模块等的电路设计。软件部分介绍了智能家居系统的软件功能,设计了系统的通信协议,并且从家庭网关和终端节点两个方面对智能家居的软件设计进行介绍。在家庭网关软件设计中搭建了家庭网关软件的开发平台,设计了智能家居系统的数据库,对配置模块、协议转换模块和控制模块的软件进行设计;终端节点软件设计中介绍了存储模块,红外控制模块和温湿度检测模块的软件设计。测试部分对整个系统进行了测试,包括系统配置、控制和内部无线通信性能测试。测试结果表明,该系统具有成本低廉,可靠性高,系统性强等特点,满足设计的目标和要求。
【关键词】：智能家居 家庭网关 终端节点 通信协议
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU855;TN915.05
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外发展现状10-11
• 1.3 智能家居发展趋势11-12
• 1.4 研究目标与主要内容12
• 1.5 论文组织结构12-13
• 第2章 智能家居系统总体设计13-18
• 2.1 系统设计目标13
• 2.2 系统设计原则13-14
• 2.3 系统结构设计14-17
• 2.3.1 系统总体结构14-15
• 2.3.2 硬件结构15-16
• 2.3.3 软件结构16-17
• 2.4 本章小结17-18
• 第3章 智能家居系统硬件设计18-31
• 3.1 家庭网关硬件设计18-27
• 3.1.1 家庭网关硬件总体设计18
• 3.1.2 主要芯片选择18-21
• 3.1.3 外围模块及接口电路设计21-27
• 3.2 终端节点硬件设计27-30
• 3.2.1 终端节点硬件总体设计27-28
• 3.2.2 外围模块电路设计28-30
• 3.3 本章小结30-31
• 第4章 智能家居系统软件设计31-69
• 4.1 软件功能31-32
• 4.1.1 家庭网关软件功能31
• 4.1.2 终端节点软件功能31-32
• 4.2 智能家居通信协议设计32-35
• 4.2.1 外部通信协议设计32-33
• 4.2.2 内部通信协议设计33-35
• 4.3 家庭网关软件设计35-62
• 4.3.1 家庭网关软件平台搭建35-44
• 4.3.2 数据库模块设计44-46
• 4.3.3 配置模块设计46-53
• 4.3.4 协议转换模块设计53-57
• 4.3.5 控制模块设计57-62
• 4.4 终端节点软件设计62-68
• 4.4.1 存储模块软件设计62-64
• 4.4.2 电源控制模块软件设计64
• 4.4.3 红外控制模块软件设计64-66
• 4.4.4 温湿度检测模块软件设计66-68
• 4.5 本章小结68-69
• 第5章 系统测试69-81
• 5.1 搭建测试环境69-71
• 5.1.1 测试工具及运行环境69
• 5.1.2 测试场景69-71
• 5.2 测试过程及结果71-80
• 5.2.1 配置系统测试71-75
• 5.2.2 控制系统测试75-78
• 5.2.3 通信性能分析78-80
• 5.3 本章小结80-81
• 总结及展望81-83
• 参考文献83-86
• 致谢86-87
• 附录A (攻读学位期间所发表的学术论文目录)87-88
• 附录B (系统硬件实物图)88

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本文编号：1017010