基于433MHz射频通信的智能家居系统研究与设计

发布时间：2017-11-09 02:30

  本文关键词：基于433MHz射频通信的智能家居系统研究与设计

  更多相关文章： 智能家居 433MHz射频协议栈 智能网关 CC1101 RT Thread

【摘要】：智能家居是物联网应用领域的一个研究热点,智能家居综合无线通信技术、计算机技术、无线传感器网络等多种技术的先进理念,为人们提供了舒适安全的生活环境。然而智能家居行业也存在诸多问题,如行业缺乏统一的标准与规范,未形成集中化控制的智能家居生态系统,智能家居产品成本过高等。鉴于家庭内部网络成本敏感、低传输速率、近距离的通信和组网需求,本文提出了一种以433MHz射频通信为基础的,低成本、低复杂度、可扩展的智能家居系统解决方案,并搭建了系统实验平台。用户可以通过终端设备远程访问智能网关,登陆嵌入式Web服务器的智能家居系统管理平台,发送家电控制命令或查看家庭内部状态,然后智能网关接收家电控制命令进行协议转化与处理,通过家庭内部网络(433MHz射频网络)与家电设备交互。本文的主要研究内容如下:(1)在433MHz射频通信方面,研究433MHz射频通信模块CC1101的数据通信过程,设计基于RT Thread操作系统SPI驱动框架的CC1101驱动程序。(2)在智能网关方面,为了实现家电设备的集中控制与异构网络的融合,研究并设计一种以RT Thread嵌入式操作系统为软件平台,以32位ARM芯片STM32F407为硬件平台的智能网关。该智能网关搭载CC1101射频通信模块、以太网模块等功能模块,不仅实现了家电设备多种方式的智能控制,还起到了不同网络协议间的相互转化作用。(3)本文的重点是研究并设计一种以433MHz射频通信模块与RT Thread操作系统为基础的433MHz射频协议栈,该协议栈主要包含多线程通信模型、433MHz射频节点模型与射频通信帧定义、基于树状拓扑的433MHz射频网络自组建,其主要任务是实现433MHz射频网络相关功能与家电智能控制。协议栈整体采用内核空间与用户空间相分离的机制,两者通过定义API接口函数通信,既保证了协议栈的安全性,又简化了程序设计。在应用层方面,通过配置小型的TCP/IP协议栈LwIP搭建嵌入式Web服务器,实现基于B/S构架的智能家居系统。本文最后对系统进行了测试,验证了家电设备控制与状态上报、射频网络自组建、嵌入式Web服务器等功能,并提出了改进与下一步工作任务。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU855;TN929.5;TP391.44

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;无线智能家居系统[J];数字社区&智能家居;2010年05期

2 张达勇;;智能家居系统的功能安全设计[J];数字社区&智能家居;2010年Z1期

3 胡晶晶;;家,温暖安全的港湾——探秘智能家居系统[J];现代工业经济和信息化;2012年01期

4 许克定;;智能家居系统技术探讨[J];电子世界;2012年08期

5 聂磊;裴雪;;物联网引发智能家居系统设计新趋势[J];大众文艺;2013年04期

6 王飞跃,黄小池;基于网络的智能家居系统现状和发展趋势[J];家用电器科技;2001年06期

7 朱顺兵,张九根;智能家居系统的关键技术与设计[J];建筑电气;2003年05期

8 徐卓农;;智能家居系统的现状与发展综述[J];电气自动化;2004年03期

9 ;智能家居系统应用及结构[J];智能建筑与城市信息;2005年06期

10 董杰;智能家居系统的组成及设计[J];科技情报开发与经济;2005年03期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 杨利平;龚卫国;李伟红;王华华;周留洋;;基于网络技术的远程智能家居系统[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年

2 苏本跃;王广军;章健;;基于物联网环境下体感交互技术的智能家居系统[A];2013年中国智能自动化学术会议论文集（第四分册）[C];2013年

3 周余;刘渊;杨万全;;数字家庭网络下智能家居系统的实现[A];四川省通信学会2005年学术年会论文集[C];2005年

4 石小兰;韩江洪;魏振春;;基于分布式控制的智能家居系统[A];第二十四届中国控制会议论文集（下册）[C];2005年

5 张浩;刘世栋;李炳林;;基于多种通信方式的智能家居系统[A];2012电力行业信息化年会论文集[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 万红金　陈锡明;智能家居系统如同忠诚管家[N];深圳商报;2009年

2 本报记者 吴挺;探秘智能家居系统[N];计算机世界;2009年

3 梁新;生态智能家居系统引领绿色环保家居变革[N];中国建材报;2008年

4 林苗苗　程英;三门一创业大学生获3500万元风险投资[N];台州日报;2011年

5 本报记者 齐煜;中国高端住宅亟待智能化[N];中国房地产报;2012年

6 ;“宁波智造”畅行物联网[N];宁波日报;2012年

7 本报记者　沈勇;各色“新家”让人流连忘返[N];深圳特区报;2007年

8 记者 戴宏　实习生 董金萍;全区首个智能化社区落户鄂尔多斯[N];内蒙古日报(汉);2009年

9 记者 吴苡婷;二工大打造清洁技术概念屋[N];上海科技报;2011年

10 记者 王志彦;张江物联网：进门“刷脸”不刷卡[N];解放日报;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张璐;智能家居系统人机关系研究[D];江南大学;2008年

2 苏义超;基于ARM-Android的智能家居系统研究[D];华南理工大学;2015年

3 张凤岭;基于ARM和Zigbee的小区智能家居系统[D];天津理工大学;2015年

4 袁帅;基于自适应动态规划的智能家居系统研制[D];山东建筑大学;2015年

5 夏浩淼;基于ARM的智能家居系统的研究与设计[D];昆明理工大学;2015年

6 刘寰;基于ARM与ZigBee的智能家居系统的设计与研究[D];西安建筑科技大学;2015年

7 陈珍军;基于ARM和ZigBee的智能家居系统设计[D];河北农业大学;2015年

8 郑风;多屏互动在智能家居系统下的研究与实现[D];西南科技大学;2015年

9 卢伟;基于μTenux的智能家居系统网关的设计与实现[D];大连交通大学;2015年

10 应华平;基于Android与ZigBee的智能家居系统的设计与实现[D];南昌大学;2015年

，

本文编号：1159942