基于ZigBee的智能语音家居电器控制系统设计

发布时间：2017-09-05 08:02

  本文关键词：基于ZigBee的智能语音家居电器控制系统设计

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【摘要】：随着经济和科学技术的快速发展,国富民安,人们对家居生活品质的要求越来越高,要求智能家居系统具有更高的方便性、舒适性。嵌入式技术、短距离无线通信技术及微控制器技术的不断发展,为智能家居系统的研发提供了新的发展方向。本文在充分研究智能家居系统的研究现状及发展趋势的前提下,结合嵌入式技术、Zig Bee无线通信技术、语音识别技术及GSM通信技术等,提出了一种基于Zig Bee的智能语音家居电器控制系统设计的方案,系统采取Zig Bee无线通信,将家居电器、电子电气设备等组网形成一个用于家居电器控制、智能安防及环境监测的综合管理系统。具体研究工作如下:(1)综述智能家居的国内外发展现状及趋势,深入研究Zig Bee无线通信协议栈结构,提出了基于Zig Bee的智能语音家居电器控制系统的设计方案,该系统包括遥控器、接收端、智能安防装置等三种功能模块,各模块之间采取Zig Bee无线通信组网,具有家居电器控制、智能安防报警等功能。(2)结合嵌入式、Zig Bee无线通信、语音识别、液晶显示与触摸、红外传感、GSM通信等技术,对该系统的三个功能部件(遥控器、接收端、智能安防装置)进行了具体的硬件设计。遥控器主要包括Zig Bee模块、语音识别模块、GSM模块、TFT液晶显示模块、电源模块等部分,利用Zig Bee模块组建无线通信网络实现接收端子节点自动加入,语音识别模块实现电器控制信号语音输入功能,GSM模块实现远程控制及安防报警,TFTLCD液晶显示模块实现触摸式人机交互,进行电器控制、工作状态与电器故障显示。接收端主要包括Zig Bee模块、继电器模块等部分,实现接收电器控制指令,发送电器工作状态与电器故障信息。智能安防装置主要包括红外感应模块、报警模块、Zig Bee模块等部分,实现安防报警。(3)运用集成开发环境Real View MDK、Zig Bee协议开发环境IAR Embedded Workbench,分别对该系统的三个功能模块进行了软件设计,实现了人机交换界面与触摸、语音识别、Zig Bee无线通信与组网、电器控制、智能安防等功能。(4)对基于Zig Bee的智能语音家居电器控制系统进行了组网调试、功能验证与设计优化,结果表明该系统实现了无线家居电器控制、信息语音输入、智能安防报警、远程监控等功能。
【关键词】：智能家居 Zig Bee 语音识别 电器控制
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM925.0;TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景及意义10-11
• 1.2 智能家居发展现状及趋势11-14
• 1.2.1 智能家居国外发展现状11-12
• 1.2.2 智能家居国内发展现状12-13
• 1.2.3 智能家居发展趋势13-14
• 1.3 论文研究的主要内容及章节安排14-16
• 1.3.1 论文研究的主要内容14-15
• 1.3.2 主要章节安排15-16
• 第二章 ZigBee技术及协议栈分析16-24
• 2.1 ZigBee概述16-18
• 2.1.1 ZigBee技术的特点16-17
• 2.1.2 ZigBee设备节点类型17
• 2.1.3 ZigBee网络拓扑结构17-18
• 2.2 ZigBee协议18-23
• 2.2.1 ZigBee协议结构18-19
• 2.2.2 物理层(PHY)19-21
• 2.2.3 介质访问控制层(MAC)21-22
• 2.2.4 网络层(NWK)22
• 2.2.5 应用层(APL)22-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章 系统硬件电路设计24-42
• 3.1 家居电器控制方案对比分析24-28
• 3.1.1 系统总体结构25-26
• 3.1.2 系统基本结构组成26-28
• 3.2 遥控器硬件电路设计28-38
• 3.2.1 STM32介绍及主控模块设计28-30
• 3.2.2 液晶显示模块设计30-32
• 3.2.3 语音识别模块设计32-33
• 3.2.4 ZigBee模块设计33-35
• 3.2.5 GSM短信模块设计35-36
• 3.2.6 SD卡接.模块设计36
• 3.2.7 电源及充电模块设计36-38
• 3.2.8 JTAG接.模块设计38
• 3.3 接收端及智能安防装置硬件电路设计38-41
• 3.3.1 主控模块设计38-39
• 3.3.2 电源模块设计39-40
• 3.3.3 红外感应模块设计40-41
• 3.3.4 继电器模块设计41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 系统软件设计42-56
• 4.1 系统软件开发环境42-44
• 4.2 主程序设计44-46
• 4.3 界面及液晶显示软件设计46-47
• 4.4 ZigBee软件设计47-49
• 4.5 ZigBee数据传输协议49-50
• 4.6 智能安防装置软件设计50-52
• 4.7 语音模块软件设计52-54
• 4.8 本章小结54-56
• 第五章 系统调试及总结56-59
• 5.1 智能语音家居电器控制系统调试56-57
• 5.2 调试结果57
• 5.3 总结与展望57-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-64
• 附录：攻读硕士学位期间参与的科研项目及成果64

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本文编号：796770