基于IoT的智能家居系统设计

发布时间：2017-10-27 00:20

  本文关键词：基于IoT的智能家居系统设计

  更多相关文章： IoT ZigBee S3C2440A 智能家居

【摘要】：由于科学与社会不断进步与发展,我们的生活水平亦在逐渐提升。市场上出现了各式各样的智能化产品对我们的生活方式与品质产生重大影响。作为新兴科技的一种,IoT不断普及,被运用至了生活与生产的许多领域。本论文对比研究了海内外智能家居发展情况,在此基础上,设计了一种十分便捷的智能家居整体方案。根据系统的主要功能需要,围绕整体方案完成了设计软件与选择硬件等步骤,设计了设计目标。按照现在各地智能家居系统设计的基本目标及其局限性,在整个家庭的内部引入了成本较低且传输距离较远的ZigBee技术,在家居的内部采用使用最多且稳定性较好的星状型网络作为各个节点设备的组网模式,从而使较为复杂的网络传输模式从有线传输转变为无线传输,其优点在于使家居系统的施工变得简单可行。智能家居系统使用ARM9的三星S3C2440A型微处理器,并基于该处理器作为硬件开发平台,同时与嵌入式Linux操作系统结合,一步步建立了中央控制器模块与温湿度传感器模块的交叉编译环境,移植了操作系统程序并设计了软件程序。完成了操控、收集家居内部中央控制器以及各个传感器模块信息的步骤。借助于ZigBee技术,每个模块能够同中央控制器结合起来形成一个健全的系统。借助ZigBee技术的形状网络,中央控制器作为协调器节点,其他传感器模块作为终端设备节点,做出了中央控制器与传感器之间的自组网测验和数据传输测验,发现系统具有很好的可扩充性,所有模块运行良好,整体上达到了设计目标。自动控制与网络共享信息是智能家居的主要内容,在IoT日益发达的背景下,本论文的研究有着重大实际意义。
【关键词】：IoT ZigBee S3C2440A 智能家居
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU855;TN92
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究的背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 国内研究现状12-13
• 1.2.2 国外研究现状13-14
• 1.3 研究目标、研究内容及主要工作14-15
• 1.3.1 研究目标14
• 1.3.2 研究内容14
• 1.3.3 主要工作14-15
• 1.4 研究方法、技术路线、试验方案及其可行性分析15
• 1.5 本文构想15-17
• 第2章 智能家居系统相关技术应用分析17-21
• 2.1 嵌入式系统技术介绍及应用分析17-18
• 2.1.1 嵌入式系统的特点17-18
• 2.1.2 嵌入式微处理器芯片的比较及选择18
• 2.2 Zig Bee技术介绍及应用分析18-20
• 2.2.1 Zig Bee技术的特点18-19
• 2.2.2 Zig Bee组网的结构19-20
• 2.3 本章小结20-21
• 第3章 智能家居系统的总体设计方案21-27
• 3.1 系统的实际需求分析21-22
• 3.2 系统的功能结构22-23
• 3.3 系统总体设计方案23-25
• 3.3.1 中央控制器模块24
• 3.3.2 Zig Bee网络模块24
• 3.3.3 温湿度传感器模块24-25
• 3.4 系统软件设计及开发的特点25-26
• 3.5 本章小结26-27
• 第4章 基于Zig Bee技术的智能家居系统子网设计27-35
• 4.1 智能家居系统组网27-28
• 4.2 智能家居组网设备硬件选型28-30
• 4.2.1 射频单元选型28-29
• 4.2.2 无线控制模块选型29-30
• 4.3 智能家居系统网络程序设计30-34
• 4.3.1 准备开发环境30-31
• 4.3.2 设计Zig Bee应用程序31-34
• 4.4 本章小结34-35
• 第5章 智能家居系统模块设计35-42
• 5.1 建立系统开发环境35-39
• 5.1.1 硬件开发平台的选型35-36
• 5.1.2 建立嵌入式Linux的开发环境36-39
• 5.2 温湿度传感器模块设计及其实现39-40
• 5.2.1 功能设计39
• 5.2.2 软件设计39-40
• 5.3 中央控制器人机交互界面设计40-41
• 5.3.1 软件设计40-41
• 5.4 本章小结41-42
• 第6章 智能家居系统实验测试42-48
• 6.1 测试流程42
• 6.2 网络运行与测试42-45
• 6.3 传感器模块的编译、测试及其实现45
• 6.4 人机交互界面中央控制器系统的测试及其实现45-47
• 6.5 本章小结47-48
• 结论48-49
• 参考文献49-52
• 致谢52-53
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录53-54
• 附录B 主要程序54-62
• B.1 应用层处理程序函数54
• B.2 应用层事件处理函数部分程序54
• B.3 主要源程序设计（温湿度传感器模块）54-56
• B.4 显示程序用所需的主要函数56-57
• B.5 中央控制器实现主要功能的软件构造函数程序57-59
• B.6 使用make命令编译的温湿度驱动程序59
• B.7 编译温湿度传感器应用程序59-60
• B.8 通过串口终端挂载宿主机目录程序60
• B.9 进入串口终端的NFS共享目录程序60
• B.10 温湿度传感器驱动程序加载60
• B.11 执行的测试程序60
• B.12 修改该脚本文件程序60-61
• B.13 设置环境变量程序61
• B.14 挂载宿主机目录程序61
• B.15 QT环境变量设置程序61-62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 程杰;凌明;;基于SEP4020的嵌入式Linux音频驱动程序设计[J];微型机与应用;2009年20期

2 侯俊;吴成东;袁中甲;周芸;张云洲;;基于ZigBee的智能家居安全监控系统研究[J];机电工程;2009年01期

3 张庆;王勋;;智能家居的控制总线技术[J];计算机与现代化;2006年10期

4 余红珍;何顶新;;基于GSM短信的家电远程控制系统[J];广东自动化与信息工程;2006年02期

5 黄希煌,金向东;智能家居多媒体终端的研究[J];电子技术;2005年10期

6 周游,方滨,王普;基于ZigBee技术的智能家居无线网络系统[J];电子技术应用;2005年09期

7 宋倩,李祥珍;基于电力线通信技术的智能家居系统[J];电力系统通信;2004年12期

8 何立民;嵌入式系统的定义与发展历史[J];单片机与嵌入式系统应用;2004年01期

9 蒋小洛,朱海涛;智能家庭网络的实现[J];计算机工程;2003年07期

10 任德华;智能家居的发展动向[J];上海建材;2003年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 方琳;基于ARM的智能家居系统设计与实现[D];南京邮电大学;2011年

2 赵丽;基于ZigBee技术的智能家居系统研究与设计[D];南京邮电大学;2011年

3 刘永安;基于ARM的智能家居控制系统[D];西南交通大学;2009年

4 左建芳;Web服务器基于嵌入式的开发[D];西安电子科技大学;2009年

5 赵继春;基于GPRS无线智能家居安防系统的研究与实现[D];河北工程大学;2007年

6 胡葛军;短距离无线通信技术在智能家居中的应用[D];北京工业大学;2006年

7 张家奇;基于uClinux的嵌入式Internet技术的研究与实现[D];青岛科技大学;2005年

，

本文编号：1101120