基于物联网的家居智能化系统设计

发布时间：2017-04-24 13:04

  本文关键词：基于物联网的家居智能化系统设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着全球信息化的风靡,移动互联网时代已经到来。传统的家居生活方式已经逐渐开始淡出历史的舞台,人们对家居生活的舒适性和安全性有了更高的追求。本文主要是针对基于物联网的家居智能化系统的设计。通过物联网技术与家居智能化概念结合,搭建一套可以使用不同形式控制终端操控的智能家居系统。通过ARM技术和Zigbee网络技术相结合,实现系统的外网访问和家庭内部家用电器、照明灯光、安防监控的无线控制。本文主要有以下几项工作内容:首先,根据家居智能化的开发需求,制定系统的设计方案。并以此为基础搭建以ARM9为核心的系统硬件平台。之后又分析了linux操作系统的特点,详述了嵌入式linux开发环境的搭建流程。最终完成了家居智能化系统开发平台的搭建。然后介绍了系统所使用的关键技术。首先分析了Zigbee网络的特点,根据Zigbee网络特性,完成了基于Z-Stack协议栈的Zigbee组网,以及家居智能化系统协调器和终端节点的软件设计。之后又对CGI技术的原理做了深刻的剖析,讲述了CGI交互程序在B/S架构的系统中所起的作用,并实现了本系统CGI交互程序的设计。最后阐述了嵌入式QT开发环境的搭建,在此基础之上完成家居智能化系统本地可视化控制界面的设计。最后是家居智能化系统功能模块的实现。重点讨论了LED混合光亮度和色温的调节、危险气体检测、红外转发模块、安防监控和可视对讲模块的原理和设计方法。本文设计的家居智能化系统能使用多种控制终端实现对家用电器的控制以及对家庭环境的监控。通过文章最后对本系统的测试,验证了本文的最终成果能满足预期的目标。
【关键词】：智能家居 ARM Zigbee linux操作系统 CGI交互程序
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU855;TN92;TP391.44
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 1 绪论14-18
• 1.1 家居智能化的概念14
• 1.2 课题研究的背景及意义14-15
• 1.3 国内外发展状况及趋势15-16
• 1.4 课题的研究内容及结构安排16-17
• 1.5 本章小结17-18
• 2 系统的总体分析与方案设计18-24
• 2.1 系统的需求分析18
• 2.2 系统的功能模块分析18-19
• 2.3 系统总体设计方案19-23
• 2.3.1 系统硬件方案设计19-20
• 2.3.2 系统软件架构方案20-22
• 2.3.3 系统通信方案22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 智能化系统开发平台搭建24-34
• 3.1 系统硬件平台搭建24-28
• 3.1.1 系统主控器24-26
• 3.1.2 Zigbee硬件模块26-28
• 3.2 系统软件开发环境搭建28-32
• 3.2.1 建立交叉编译环境29
• 3.2.2 Boot Loader的移植29-30
• 3.2.3 内核移植30-31
• 3.2.4 yaffs2文件系统移植31
• 3.2.5 web服务器移植31-32
• 3.2.6 无线网卡驱动移植32
• 3.3 本章小结32-34
• 4 智能化系统的技术实现34-52
• 4.1 基于Zigbee技术的家庭局域网通信34-40
• 4.1.1 Zigbee技术方案34-35
• 4.1.2 Zigbee网络组建35-38
• 4.1.4 Zigbee协调器节点软件流程38-39
• 4.1.5 Zigbee终端节点软件流程39-40
• 4.2 CGI交互程序40-45
• 4.2.1 CGI工作原理40-41
• 4.2.2 CGI处理过程41-44
• 4.2.3 CGI与Linux系统进程间的通信44-45
• 4.3 基于QT的主控器应用程序设计45-51
• 4.3.1 Qt/Embedded开发环境的安装45-47
• 4.3.2 tslib屏幕矫正程序在ARM上的移植47-48
• 4.3.3 主控界面的QT程序设计48-51
• 4.4 本章小结51-52
• 5 系统功能模块搭建52-67
• 5.1 智能LED照明模块设计52-56
• 5.1.1 智能LED照明设计方案52-53
• 5.1.2 PWM调光技术53-54
• 5.1.3 亮度和色温控制实现方法54-56
• 5.2 气体检测模块设计56-57
• 5.2.1 气体检测原理56-57
• 5.2.2 气体检测模块实现57
• 5.3 红外转发模块设计57-60
• 5.3.1 红外编解码原理57-58
• 5.3.2 家电红外码学习58-59
• 5.3.3 Zigbee与红外转码过程59-60
• 5.4 安防监控模块设计60-64
• 5.4.1 USB摄像头驱动移植60-61
• 5.4.2 V4L2视频采集过程61-62
• 5.4.3 移动侦测方法分析62-64
• 5.5 可视对讲模块设计64-66
• 5.5.1 linux系统声卡支持64
• 5.5.2 可视对讲语音通话实现64-66
• 5.6 本章小结66-67
• 6 智能化管理系统功能测试67-74
• 6.1 测试前准备67
• 6.2 家居智能化系统登陆测试67-69
• 6.3 Zigbee通信能力测试69-71
• 6.4 音视频传输测试71-73
• 6.5 本章小结73-74
• 7 总结与展望74-76
• 7.1 论文工作总结74
• 7.2 研究展望74-76
• 参考文献76-78
• 作者简历78

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