物联网智能家居系统设计与实现

发布时间：2017-10-29 22:09

  本文关键词：物联网智能家居系统设计与实现

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【摘要】：在电子信息化飞速发展的今天,楼宇建筑和家居家庭的信息化、网络化是家居智能化发展的新趋势。对家居设备实现远程的、安全的、高效的监督管理是未来智能的、现代化的家居生活模式,是智能家居流行趋势。本文以ZigBee的无线传感网络技术和Internet技术为通信方式,设计并研究了物联网智能家居系统的实现方案。对物联网智能家居系统的发展及国内外现状进行了分析,提出了以嵌入式无线传感网络技术ZigBee和Internet技术为基础的智能家居系统网络控制方案。整个物联网智能家居控制由家居硬件节点系统、嵌入式网关系统和控制系统三大部分组成。其中嵌入式网关系统是本文研究的重点,是整个物联网家居控制的核心,是联系现场家居信号和控制中心的枢纽。以ARM2410处理器和Linux操作系统为核心实现的嵌入式智能家居网关平台,能够将家居内部的无线传感网信号传送到远程控制系统进行监控。以CC2430芯片和TinyOS系统构建了智能家电节点控制模块,实现对家居现场传感器信号采集与组建为ZigBee的无线传感网络。对网络程序和系统进行了通信和测试。通过对基于ZigBee和嵌入式技术的无线传感网络智能家居系统的设计实现,达到家居家电设备的远程监督和控制要求,为家居智能化的进一步研究发展提供了思路和参考依据。
【关键词】：无线传感网络 ZigBee TinyOS 嵌入式Internet 网关 智能家居
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.44;TN929.5;TU855
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 研究目的与意义12-13
• 1.3 国内外研究现状13
• 1.4 研究的主要内容13-15
• 第二章 家居智能化系统总体方案15-19
• 2.1 家居智能化系统总体框架15
• 2.2 智能家居系统硬件组成15-16
• 2.3 家居智能化系统软件结构16-18
• 2.3.1 网关程序模块17-18
• 2.3.2 家电控制节点程序模块18
• 2.3.3 用户端控制程序模块18
• 2.4 本章小结18-19
• 第三章 家居智能化系统硬件设计19-27
• 3.1 家居网关模块硬件结构19
• 3.2 家居网关硬件电路设计19-22
• 3.2.1 S3C2410处理器19-20
• 3.2.2 存储器模块20-21
• 3.2.3 Intertel网络接入模块设计21-22
• 3.2.4 WSN模块设计22
• 3.3 家电控制节点模块硬件设计22-26
• 3.3.1 家电控制节点模块硬件组成23-24
• 3.3.2 家电控制节点模块主要部分设计24-26
• 3.4 本章小结26-27
• 第四章 家居网关软件设计与实现27-47
• 4.1 嵌入式LINUX系统27-28
• 4.2 构建嵌入式LINUX平台28-29
• 4.3 LINUX内核移植和根文件系统设计实现29-36
• 4.3.1 Linux内核源码树29-30
• 4.3.2 Linux内核配置30
• 4.3.3 Linux内核编译30-31
• 4.3.4 Linux内核移植过程31
• 4.3.5 家居网关Linux-2.6 内核移植31-33
• 4.3.6 根文件系统的建立33-35
• 4.3.7 启动系统35-36
• 4.4 网关驱动程序设计实现36-40
• 4.4.1 设备驱动平台结构36-38
• 4.4.2 Internet网络驱动程序设计实现38-39
• 4.4.3 串口接口驱动程序设计实现39-40
• 4.5 嵌入式网关协议设计实现40-46
• 4.5.1 嵌入式Internet工作流40-41
• 4.5.2 ARP协议实现41-43
• 4.5.3 IP协议实现43-44
• 4.5.4 ICMP协议实现44-45
• 4.5.5 TCP协议实现45-46
• 4.6 本章小结46-47
• 第五章 家电控制节点软件设计与实现47-63
• 5.1 无线传感器网络体系结构47-48
• 5.2 TINYOS系统48-52
• 5.2.1 TinyOS简介48-49
• 5.2.2 nesC语言49-50
• 5.2.3 nec C编译过程分析50-51
• 5.2.4 TinyOS的移植51-52
• 5.3 基于CC2430的组件编写52-53
• 5.4 传感器节点通讯功能的实现53-62
• 5.4.1 通讯机制53-56
• 5.4.2 数据包格式化56-57
• 5.4.3 发送数据包57
• 5.4.4 接收数据包57-59
• 5.4.5 传感器数据处理59-62
• 5.5 本章小结62-63
• 第六章 测试与分析63-68
• 6.1 测试环境63-64
• 6.2 测试结果64-68
• 第七章 结论与展望68-69
• 7.1 结论68
• 7.2 展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-72
• 攻读硕士学位期间取得的成果72-73

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本文编号：1114855