物联网智能家居网关设计与实现

发布时间：2017-04-27 10:15

  本文关键词：物联网智能家居网关设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基于物联网的智能家居系统通过构建智能化的家居环境,可以有效提高人们的工作生活的安全、舒适程度,更加高效,是智能家居领域的一个重要研究方向。智能网关是实现智能移动手机等互联网终端与智能家居系统通信,达到安全有效的控制家用电器设备的关键设备。本文研究支持智能家居应用的物联网网络架构以及软件架构设计与实现问题,完成的主要工作包括：1.针对智能家居产品的应用环境,在分析了相关技术研究进展的基础之上,详细分析了智能家居网关需求和硬件需求。2.分析了智能家居的硬件选型和通信连接设计,基于ZigBee协议,设计了智能家居的应用框架和应用编程接口。3.设计实现智能家居应用与物联网系统的软件通信框架,包括网关服务、网关客户端等关键模块；测试验证了互联网下的智能家居应用与智能家居的物联网系统下的家用电器设备的通信和控制。论文通过研究和设计智能家居领域的智能网关,实现智能移动手机等互联网终端与智能家居系统通信,并由此达到安全有效的控制家用电器设备的目的。测试验证结果表明本文研究成果的可靠性和安全性。
【关键词】：网关 物联网 智能家居 互联网 ZigBee
【学位授予单位】：中国科学院大学(工程管理与信息技术学院)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.44;TN915.05
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-20
• 1.1. 研究背景与意义8-9
• 1.2. 智能家居的研究现状9-10
• 1.3. 智能家居的关键技术10-17
• 1.3.1. 无线网络技术：IEEE 802.15.4标准协议10-12
• 1.3.2. Zigbee协议12-17
• 1.4. 物联网相关技术17-20
• 1.4.1. 计算机控制技术的发展：智能控制技术17-18
• 1.4.2. 传感器与智能控制18
• 1.4.3. 楼宇自动化的标准：BACnet18-20
• 第二章 智能家居系统需求及分析20-28
• 2.1. 智能家居产品的需求20-25
• 2.1.1. 智能家居产品使用的情景21-22
• 2.1.2. 智能家居产品系列22-25
• 2.2. 智能家居网关需求分析25-26
• 2.3. 智能家居硬件的需求26
• 2.4. 小结26-28
• 第三章 智能家居网关、系统的架构与概要设计28-46
• 3.1. 智能家居网关架构的设计28-31
• 3.2. 智能家居产品的硬件31-35
• 3.2.1. 智能家居的硬件选型31-34
• 3.2.2. 主机和硬件通信连接的设计34-35
• 3.3. 智能家居物联网系统的概要设计35-40
• 3.3.1. 物联网系统架构的概要设计35-39
• 3.3.2. 物联网MAC层适配协议：6LoWPAN39-40
• 3.3.3. 物联网应用层协议：GoAP40
• 3.4. 智能家居系统的总体框架40-44
• 3.5. 小结44-46
• 第四章 智能家居网关软件的详细设计与实现46-64
• 4.1. 网关服务程序设计46-50
• 4.2. 网关客户端设计与实现50-55
• 4.2.1. 客户程序访问接口(智能家居API)50-52
• 4.2.2. 客户程序访问库实现52-54
• 4.2.3. 客户端实现54-55
• 4.3. 实际开发onOff功能的例子55-57
• 4.4. 系统测试与验证57-61
• 4.4.1. 系统的可靠性57
• 4.4.2. 系统的安全性57-58
• 4.4.3. 系统测试验证结果58-61
• 4.5. 小结61-64
• 第五章 结论与展望64-66
• 5.1. 结论64
• 5.2. 展望64-66
• 参考文献66-68
• 致谢68-70
• 个人简历、在学期间发表的论文与研究成果70

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本文编号：330442