基于μC/OS Ⅲ 的智能家居系统设计
发布时间：2021-05-08 06:47
随着计算机技术、信息通信技术和互联网控制技术的迅猛发展,人们的生活质量得到了不断的提高,人们对家居环境的要求越来越高,智能家居的理念也逐渐深入人心,智能家居也必将成为未来家居环境的发展潮流。同时,嵌入式实时操作系统成为近几年来业界研究的热门,各种嵌入式操作系统也因此应运而生。虽然智能家居在国内外发展非常迅速,但由于其高成本以及高复杂性,它的推广具有很大的局限性,可见设计出一套结构简单、高性价比并在主控端搭载有嵌入式实时操作系统的智能家居系统有一定的应用价值和现实意义。本文在分析当前国内外智能家居控制系统发展现状的基础上,针对目前智能家居控制系统存在的高成本、高复杂性等问题,本文首先研究了拥有高性价比的433 MHz射频通信无线组网方式的网络拓扑结构以及基于此组网方式自定义主控节点与各分节点设备之间的通信协议栈,而后根据μC/OS-Ⅲ实时操作系统的运行原理和内核机制,研究了如何把μC/OS-Ⅲ实时操作系统移植到STM32F407主控芯片上并对其内核进行了修改优化,解决了原有裸机程序系统实时性差、程序可扩展性差和系统运行效率低等缺陷,实现了嵌入式实时操作系统在智能家居系统上的工程应用,最后...
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文主要内容
1.4 论文主要研究内容
第2章 系统相关技术介绍和硬件设计
2.1 智能家居系统方案设计
2.1.1 系统设计任务
2.1.2 通信方式选择
2.1.3 系统工作原理
2.2 嵌入式系统设计
2.2.1 嵌入式系统概述
2.2.2 嵌入式操作系统
2.2.3 嵌入式实时操作系统的选择
2.3 智能家居硬件系统设计
2.3.1 系统硬件总体架构
2.3.2 控制芯片选型
2.3.3 触摸屏接口电路设计
2.3.4 以太网模块电路设计
2.3.5 通信模块电路设计
2.3.6 RGB灯光控制模块
2.3.7 电机控制模块
2.3.8 温湿度采集模块
2.4 本章小结
第3章 软件系统设计
3.1 系统软件架构
3.2 μC/OS-III在Cortex-M4上的移植
3.2.1 准备工作
3.2.2 bsp.h和bsp.c的移植
3.2.3 os_cpu_a.asm的移植
3.2.4 os_cfg_app.h的移植
3.2.5 sys.h的移植
3.2.6 μC/GUI图形文件的移植
3.3 Lw IP的移植与WEB服务器搭建
3.3.1 相关文件的移植
3.3.2 网卡驱动的移植
3.3.3 WEB服务器的搭建
3.4 433 MHz无线组网实现
3.4.1 CC1101无线射频芯片
3.4.2 网络拓扑结构选择分析
3.4.3 433 MHz通信协议定制
3.5 RGB灯光控制
3.6 自动窗帘控制
3.7 温湿度模块控制
3.8 本章小结
第4章 系统功能测试
4.1 系统环境搭建
4.2 触摸屏人机交互测试
4.3 温湿度采集对比验证
4.4 WEB服务器性能测试
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能家居无线网络设计与实现[J]. 郑魏,李智敏,骆德汉. 电视技术. 2013(21)
[2]利用433MHz射频通信技术实现智能家居系统[J]. 刘杰,章韵,陈建新. 计算机应用. 2012(S2)
[3]433MHz物联网开发平台的设计与开发[J]. 王平,王峰,严冬. 单片机与嵌入式系统应用. 2012(07)
[4]基于STM 32的智能终端的设计与实现[J]. 崔小玲,侯思祖,张璇,吴胜明,岑彦. 电力系统通信. 2012(05)
[5]基于433无线收发模块的物联网智能家居系统设计[J]. 涂亮,段红光. 电视技术. 2012(06)
[6]基于Cortex和ZigBee的智能家居网关设计与实现[J]. 张毅,马钧元,杨校权. 电视技术. 2012(01)
[7]LWIP网口通讯协议在LM3S8962网口上的移植实现[J]. 余坤杰. 机电信息. 2011(27)
[8]智能家居系统研究与实现[J]. 金子瑜,张声传,房茂金,罗庚荣. 自动化与仪表. 2011(09)
[9]智能家居无线网络通讯协议[J]. 应时彦,朱小挺,汤顺. 计算机系统应用. 2011(06)
[10]基于μC/OS-Ⅱ和LwIP的嵌入式Web服务器实现[J]. 杨俊,吕建平,徐峰柳. 电气自动化. 2011(03)
硕士论文
[1]基于Web方式的智能家居远程监控系统的设计与实现[D]. 王秀珍.南京邮电大学 2012
[2]基于CC1101的短距离无线通信网络的设计[D]. 李晶.电子科技大学 2011
[3]基于STM32的智能家居控制系统的设计与开发[D]. 蒋立兵.北京邮电大学 2011
[4]基于Web的智能家居控制器的设计与实现[D]. 刘承磊.山东农业大学 2009
本文编号：3174873
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文主要内容
1.4 论文主要研究内容
第2章 系统相关技术介绍和硬件设计
2.1 智能家居系统方案设计
2.1.1 系统设计任务
2.1.2 通信方式选择
2.1.3 系统工作原理
2.2 嵌入式系统设计
2.2.1 嵌入式系统概述
2.2.2 嵌入式操作系统
2.2.3 嵌入式实时操作系统的选择
2.3 智能家居硬件系统设计
2.3.1 系统硬件总体架构
2.3.2 控制芯片选型
2.3.3 触摸屏接口电路设计
2.3.4 以太网模块电路设计
2.3.5 通信模块电路设计
2.3.6 RGB灯光控制模块
2.3.7 电机控制模块
2.3.8 温湿度采集模块
2.4 本章小结
第3章 软件系统设计
3.1 系统软件架构
3.2 μC/OS-III在Cortex-M4上的移植
3.2.1 准备工作
3.2.2 bsp.h和bsp.c的移植
3.2.3 os_cpu_a.asm的移植
3.2.4 os_cfg_app.h的移植
3.2.5 sys.h的移植
3.2.6 μC/GUI图形文件的移植
3.3 Lw IP的移植与WEB服务器搭建
3.3.1 相关文件的移植
3.3.2 网卡驱动的移植
3.3.3 WEB服务器的搭建
3.4 433 MHz无线组网实现
3.4.1 CC1101无线射频芯片
3.4.2 网络拓扑结构选择分析
3.4.3 433 MHz通信协议定制
3.5 RGB灯光控制
3.6 自动窗帘控制
3.7 温湿度模块控制
3.8 本章小结
第4章 系统功能测试
4.1 系统环境搭建
4.2 触摸屏人机交互测试
4.3 温湿度采集对比验证
4.4 WEB服务器性能测试
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能家居无线网络设计与实现[J]. 郑魏,李智敏,骆德汉. 电视技术. 2013(21)
[2]利用433MHz射频通信技术实现智能家居系统[J]. 刘杰,章韵,陈建新. 计算机应用. 2012(S2)
[3]433MHz物联网开发平台的设计与开发[J]. 王平,王峰,严冬. 单片机与嵌入式系统应用. 2012(07)
[4]基于STM 32的智能终端的设计与实现[J]. 崔小玲,侯思祖,张璇,吴胜明,岑彦. 电力系统通信. 2012(05)
[5]基于433无线收发模块的物联网智能家居系统设计[J]. 涂亮,段红光. 电视技术. 2012(06)
[6]基于Cortex和ZigBee的智能家居网关设计与实现[J]. 张毅,马钧元,杨校权. 电视技术. 2012(01)
[7]LWIP网口通讯协议在LM3S8962网口上的移植实现[J]. 余坤杰. 机电信息. 2011(27)
[8]智能家居系统研究与实现[J]. 金子瑜,张声传,房茂金,罗庚荣. 自动化与仪表. 2011(09)
[9]智能家居无线网络通讯协议[J]. 应时彦,朱小挺,汤顺. 计算机系统应用. 2011(06)
[10]基于μC/OS-Ⅱ和LwIP的嵌入式Web服务器实现[J]. 杨俊,吕建平,徐峰柳. 电气自动化. 2011(03)
硕士论文
[1]基于Web方式的智能家居远程监控系统的设计与实现[D]. 王秀珍.南京邮电大学 2012
[2]基于CC1101的短距离无线通信网络的设计[D]. 李晶.电子科技大学 2011
[3]基于STM32的智能家居控制系统的设计与开发[D]. 蒋立兵.北京邮电大学 2011
[4]基于Web的智能家居控制器的设计与实现[D]. 刘承磊.山东农业大学 2009
本文编号：3174873
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