基于ZigBee的嵌入式智能家居系统设计

发布时间：2017-09-27 20:11

  本文关键词：基于ZigBee的嵌入式智能家居系统设计

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【摘要】：随着科学技术的飞速发展,信息技术对家居行业的发展产生了深远影响。家居环境的智能化监控成为了家居市场的重要研究课题和发展方向。通过对智能家居系统的调查研究,发现目前大部分产品性价比低；技术标准不统一；功能实用性不强等问题。针对这些问题,本文综合应用ZigBee无线传感网络、嵌入式、WiFi、Android等多种先进技术,设计了一套智能家居系统,实现了防盗、防气体泄漏、采集温湿度数据、控制电器设备等功能,为家庭用户提供一个价格低廉、功能齐全的智能家居解决方案。首先,本文选取RT5350开发板作为智能家居系统的嵌入式网关硬件平台,并选取基于Linux的OpenWrt操作系统作为其软件开发平台。以此嵌入式网关为核心,实现智能家居系统各功能模块的应用程序设计,包括：传感器数据采集与电器控制、USB摄像头图像采集和Android手机控制。其次,在数据采集与电器控制模块中,利用ZigBee无线传感网络技术,采用星型的网络拓扑结构,以CC2530开发板和各种型号的传感器为硬件平台,设计了ZigBee网络中的协调器和终端设备。另外,为了能够实时查看清晰流畅的房间视频,对嵌入式网关开发板扩展USB摄像头,从而实现网络视频监控。最后,本文设计Android手机控制器来实现智能家居系统的远程管理。采用Socket通讯方式,在嵌入式网关上配置TCP服务器,用户可通过手机客户端访问该服务器,实现在移动设备上对智能家居系统的管理。通过功能测试,本系统能够稳定、可靠地运行。本文为实现家居生活的智能化提供了可行的解决方案,为实际产品的开发运用奠定了一定的基础。
【关键词】：智能家居 ZigBee无线传感网络 嵌入式 OpenWrt Android手机应用
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU855;TN92
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外智能家居研究现状与发展趋势10-12
• 1.2.1 国外智能家居发展与研究现状10
• 1.2.2 国内智能家居发展与研究现状10-11
• 1.2.3 智能家居的发展趋势11-12
• 1.3 本文研究内容与章节安排12-14
• 2 智能家居系统总体方案设计14-25
• 2.1 系统设计原则及功能需求14
• 2.2 系统总体设计14-16
• 2.3 系统开发平台与关键技术选择16-24
• 2.3.1 嵌入式网关的分析与选择16-17
• 2.3.2 系统架构的分析与选择17-18
• 2.3.3 无线传感网络的分析与选择18-22
• 2.3.4 传感器模块及视频采集模块选型22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 智能家居系统开发平台的搭建25-38
• 3.1 网关平台的搭建25-32
• 3.1.1 网关硬件资源分析25-26
• 3.1.2 网关开发环境的搭建26-27
• 3.1.3 OpenWrt系统的安装27-32
• 3.2 ZigBee无线传感网络平台的搭建32-37
• 3.2.1 ZigBee硬件平台介绍32-34
• 3.2.2 ZigBee协议栈开发平台的搭建34-37
• 3.3 Android手机控制端开发平台的搭建37
• 3.4 本章小结37-38
• 4 智能家居系统的软件设计38-53
• 4.1 ZigBee无线传感网络的软件设计38-46
• 4.1.1 通信协议的自定义40-41
• 4.1.2 ZigBee协调器的软件设计41-44
• 4.1.3 ZigBee终端设备的软件设计44-46
• 4.3 Android手机控制端的软件设计46-52
• 4.3.1 WiFi串口的配置46-48
• 4.3.2 网络摄像头的配置48
• 4.3.3 Android手机控制端的软件设计48-52
• 4.4 本章小结52-53
• 5 系统测试53-59
• 5.1 测试环境及硬件资源介绍53-54
• 5.2 ZigBee无线传感网络模块测试54-55
• 5.3 Android手机控制端模块测试55-58
• 5.4 本章小结58-59
• 结论59-61
• 参考文献61-63
• 致谢63-64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 张良银;;浅论C/S和B/S体系结构[J];工程地质计算机应用;2006年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 危思思;基于OpenWrt开源平台的移动智能装备[D];浙江大学;2014年

2 高康;基于ZigBee的档案库房环境监控系统研究与实现[D];青岛大学;2014年

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本文编号：931666