基于ZigBee和Linux技术的智能家居系统研究

发布时间：2017-03-30 22:00

  本文关键词：基于ZigBee和Linux技术的智能家居系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会经济的持续发展,人们对家居生活的品质要求也越来越高,智能家居的概念越来越普及,这种趋势将会带给人们的是生活品质的提高及高效、智慧、安全、舒适、便捷地生活方式。本文在充分考虑系统扩展性、可靠性、成本、功耗、便于维护等因素的基础上,采用嵌入式Linux和ARM、ZigBee无线通信、传感器、Sqlite3数据库及Qt用户界面等技术,提出了一套完整的智能家居系统的解决方案。该方案包含了硬件电路设计,电源管理电路、串口通信电路、Flash存储电路、核心板最小系统等电路,软件应用开发以及系统可行性验证。嵌入式智能家居系统是由家居服务器、ZigBee协调器、ZigBee终端节点组成。主要实现了在家居服务器上查看各房间传感数据及发送控制指令实现控制灯光及窗帘动作等功能。本系统中选用S3c6410芯片为主控制器,U-Boot作为用户引导程序,嵌入式Linux作为内核,Sqlite3为嵌入式数据库,Qt开发用户界面程序。无线通信网络是由TI公司的CC2530提供的Mesh型网络拓扑及Z-Stack协议栈,方便了系统的扩展及管理底层模块。最后介绍了系统测试,包含基本功能测试及性能测试。其结果表明本系统可以高效稳定的运行,基本满足嵌入式智能家居系统的各项需求,达到预定设计目标:低功耗、低成本、易于扩展、便于操作。
【关键词】：嵌入式智能家居 S3c6410 ZigBee Linux Qt
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU855;TN92
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 绪论6-12
• 1.1 研究背景6-7
• 1.2 智能家居国内外的发展概况及趋势7-8
• 1.2.1 国外智能家居的发展概况及趋势7-8
• 1.2.2 国内智能家居的发展概况及趋势8
• 1.3 研究内容与论文结构安排8-10
• 1.3.1 课题的主要研究内容8-9
• 1.3.2 课题的主要技术难点9-10
• 1.3.3 论文的结构安排10
• 1.4 本章小结10-12
• 第二章 智能家居系统及无线传感器网络平台综述12-24
• 2.1 智能家居系统的嵌入式技术12-15
• 2.1.1 嵌入式Linux操作系统介绍12-15
• 2.1.2 嵌入式ARM处理器及其体系结构介绍15
• 2.2 无线传感器网络的介绍及方案选择15-19
• 2.2.1 BLE技术16
• 2.2.2 WiFi技术16
• 2.2.3 ZigBee技术16-19
• 2.3 图形用户界面Qt技术19-20
• 2.4 系统的总体结构设计20-22
• 2.5 本章小结22-24
• 第三章 嵌入式智能家居系统的硬件设计24-38
• 3.1 家居服务器及其核心功能模块24-30
• 3.1.1 电源管理模块25-26
• 3.1.2 按键复位模块26
• 3.1.3 串口通信接口模块26-27
• 3.1.4 以太网接口模块27-28
• 3.1.5 Nand Flash存储模块28-29
• 3.1.6 S3c6410的最小控制系统29-30
• 3.2 ZigBee终端节点电路设计30-36
• 3.2.1 光照传感模块31-33
• 3.2.2 温湿度传感模块33-34
• 3.2.3 灯光控制模块34
• 3.2.4 窗帘控制模块34-35
• 3.2.5 CC2530核心板电路介绍35-36
• 3.3 本章小结36-38
• 第四章 嵌入式智能家居系统的软件设计38-62
• 4.1 嵌入式软件开发环境的建立38-49
• 4.1.1 arm-none-linux-gnueabi-gcc交叉编译安装38-40
• 4.1.2 配置Bootloader生成U-boot.bin40-43
• 4.1.3 编译Qt5.5/Embedded开发环境43-46
• 4.1.4 Sqlite3的移植开发46-49
• 4.2 Yaffs2文件系统移植49-51
• 4.3 Linux内核的配置及移植51-55
• 4.4 系统程序设计55-61
• 4.4.1 ZigBee节点及家居服务器的通信协议55-56
• 4.4.2 家居服务器程序设计56-57
• 4.4.3 ZigBee终端节点程序设计57-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第五章 系统测试及结果分析62-68
• 5.1 系统软硬件集成62-63
• 5.2 ZigBee终端节点和协调器节点的功能测试63-65
• 5.3 系统监控界面显示65-66
• 5.4 本章小结66-68
• 总结与展望68-70
• 参考文献70-72
• 攻读学位期间的研究成果72-73
• 致谢73-74

  本文关键词：基于ZigBee和Linux技术的智能家居系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：278152