基于自适应神经网络的智能家居网关的设计

发布时间：2017-10-09 08:08

  本文关键词：基于自适应神经网络的智能家居网关的设计

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【摘要】：随着科学技术的飞速发展和生活水平的快速提高,智能家居系统也逐步走入日常生活。由于越来越重视家居生活的舒适度、安全性和智能性以及物联网技术的日益成熟,智能家居监控系统在日常生活中得到了蓬勃发展。但目前的智能家居系统中,各个家电仅仅是由用户发出的指令独立进行工作,家电之间并没有太多的联系,因而智能家居的智能性不能很好的体现,所达到的功能也非常有限。因此设计一款能够实现多个家电之间相互协作、相互识别、相互触发,共同完成用户交给的一系列任务,更能根据用户的生活习惯进行自我调节的智能家居监控系统具有很重要的现实意义。本文主要研究的内容以温度、湿度、风速和上一刻舒适度作为输入,以当前状态舒适度为输出,建立智能家居舒适度模型,并将舒适度模型作为模型网络嵌入到自适应神经网络算中进行建模,运用Zig Bee无线通信网络采集家庭环境数据,通过自适应神经网络的推理及自学习能力来解决系统的缺乏相互协调工作的问题。系统的主控中心与Zig Bee无线通信模块、GPRS通信模块相结合,实现外部Internet和内部Zig Bee网络之间相互通信和信息转换。主控中心软件开发平台为Linux操作系统,在此系统上完成Web服务器Boa的搭建和CGI交互程序的设计。实现室外的远程监控和室内的智能管理。基于自适应神经网络的智能家居网关能够实现信息的实时传输,并将采集到的信息与通过自适应神经网络学习到用户的生活习惯进行对比,自动对家居中的多个信息家电发出控制信息,使各个家电相互协作为用户提供一个智能化的居家环境。因此,基于自适应神经网络的智能家居具有广阔的应用前景。
【关键词】：智能家居 神经网络 Linux系统 Web服务器
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN915.05;TP183
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-15
• 1.1 研究的目的和意义11
• 1.2 智能家居国内外发展概况11-13
• 1.2.1 智能家居的国外发展概况11-12
• 1.2.2 智能家居的国内发展概况12-13
• 1.2.3 智能家居的发展趋势13
• 1.3 本文主要研究内容13-15
• 第2章 自适应神经网络算法在智能家居中的应用15-30
• 2.1 系统总体方案设计15-16
• 2.2 家居舒适度模型分析16-18
• 2.3 自适应神经网络算法建模18-23
• 2.3.1 ART1网络结构19
• 2.3.2 ART1神经网络处理单元模型19-22
• 2.3.3 ART1训练过程22-23
• 2.4 家居环境变量和舒适度之间的联系23-27
• 2.4.1 温度、风速对舒适度的影响23-25
• 2.4.2 风速、湿度对舒适度的影响25-26
• 2.4.3 温度、湿度对舒适度的影响26-27
• 2.5 家居舒适度性能分析实验27-28
• 2.6 本章小结28-30
• 第3章 智能家居控制系统硬件平台搭建30-42
• 3.1 电源电路设计30-31
• 3.2 主控制器及其核心功能31-36
• 3.2.1 中央控制器S3C244032
• 3.2.2 JTAG接口电路设计32-33
• 3.2.3 Flash存储器电路设计33-34
• 3.2.4 网卡接口电路设计34
• 3.2.5 UART接口电路设计34-35
• 3.2.6 USB接口电路设计35-36
• 3.3 WiFi通信模块设计36-37
• 3.4 ZigBee无线通信模块设计37-38
• 3.5 GPRS无线通信模块设计38
• 3.6 采集终端电路设计38-40
• 3.6.1 温湿度采集电路设计39
• 3.6.2 烟雾浓度采集电路设计39-40
• 3.6.3 光照强度采集电路设计40
• 3.7 控制终端电路设计40-41
• 3.8 本章小结41-42
• 第4章 智能家居控制系统软件设计42-51
• 4.1 建立软件开发环境42-44
• 4.1.1 交叉编译器42
• 4.1.2 配置引导程序42-44
• 4.2 Linux内核的配置与移植44-45
• 4.3 yaffs根文件系统的制作45-46
• 4.4 系统主要设备驱动程序设计46-47
• 4.5 ZigBee家庭内部控制网络的实现47-49
• 4.5.1 ZigBee网络终端节点设计47-48
• 4.5.2 ZigBee网络协调器设计48-49
• 4.6 自适应神经网络的设计49-50
• 4.7 本章小结50-51
• 第5章 智能家居远程控制与实现51-62
• 5.1 嵌入式Web服务器的实现51-52
• 5.1.1 嵌入式Web服务器的移植51-52
• 5.1.2 CGI程序设计52
• 5.2 ZigBee无线网络组网测试52-54
• 5.3 通过Web浏览器远程控制系统的实现54-61
• 5.3.1 用户登录54-56
• 5.3.2 家居控制界面56-58
• 5.3.3 添加设备58-59
• 5.3.4 情景模式界面59-61
• 5.4 本章小结61-62
• 总结62-63
• 参考文献63-67
• 攻读学位期间发表的学术论文及获奖情况67-68
• 致谢68

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本文编号：999065