隨著計算機技術(shù)、信息通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)的迅猛發(fā)展,人們的生活質(zhì)量得到了不斷的提高,現(xiàn)今人們更加注重個性化、智能化和充滿樂趣的生活方式,對家居環(huán)境也提出了更高的要求,由此智能家居應運而生,當今智能家居已成為未來家居環(huán)境的發(fā)展潮流。智能家居系統(tǒng)是綜合利用計算機技術(shù)、無線通信技術(shù)、和自動化控制技術(shù)將家居生活相關(guān)的設施集成,構(gòu)建高效、智能、舒適、便捷的家居管理系統(tǒng),從而使家庭生活更加安全、智能、節(jié)能和舒適。 本文在分析當前國內(nèi)外智能家居控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上,針對目前智能家居控制系統(tǒng)存在的高成本、高復雜性等問題,設計并實現(xiàn)了一款結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的智能家居控制系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)。該網(wǎng)關(guān)解決了傳統(tǒng)智能家居控制系統(tǒng)中移動性差、系統(tǒng)復雜、成本高昂及人機交互能力差等缺點,將WiFi技術(shù)、433MHz射頻通信技術(shù)、以太網(wǎng)通信技術(shù)結(jié)合起來,使得智能家居系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)具備靈活多變的控制方式,同時具備良好的用戶體驗。論文主要研究內(nèi)容如下： (1)設計了智能家居網(wǎng)關(guān)的架構(gòu),搭建了基于Cortex-M3內(nèi)核的嵌入式硬件平臺。研究了μC/OS-II操作系統(tǒng)內(nèi)核,并將其與圖形化操作界面μC/GUI成功移植到處理器芯片STM32F103VET6上,編寫了相關(guān)的驅(qū)動及多任務應用程序。 (2)探討了家電通信協(xié)議,初步研究了智能家居控制系統(tǒng)中智能移動終端、智能家居網(wǎng)關(guān)及信息家電之間的數(shù)據(jù)交互協(xié)議規(guī)范。 (3)研究了433MHz射頻通信工作原理,設計433MHz射頻通信模塊,通過433MHz射頻通信技術(shù),構(gòu)建了智能家庭內(nèi)部無線網(wǎng)絡系統(tǒng)。 (4)在系統(tǒng)硬件平臺上移植了嵌入式TCP/IP協(xié)議棧LWIP,并搭建了智能家居WEB服務器,使用戶能通過Internet接入控制系統(tǒng),利用標準瀏覽器打開控制界面進行遠程化控制與管理。 經(jīng)實驗測試表明,本文設計的智能家居網(wǎng)關(guān)能夠很好的滿足智能家居控制系統(tǒng)對家居環(huán)境智能化、便攜化及人性化的需求,能夠較好的實現(xiàn)對家居設備的集中化管理與控制,同時具備操作簡便、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等特點,為廉價智能家居的推廣提供了可能。
【學位單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2014
【中圖分類】：TU855
【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
Contents
第一章 緒論
    1.1 課題研究的目的與意義
    1.2 智能家居國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.1 國外技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 智能家居發(fā)展趨勢
    1.3 論文主要內(nèi)容和章節(jié)安排
第二章 智能家居控制系統(tǒng)總體設計方案
    2.1 智能家居系統(tǒng)方案設計
        2.1.1 家庭內(nèi)部組網(wǎng)方式選擇
        2.1.2 系統(tǒng)軟件平臺選擇
        2.1.3 系統(tǒng)主控芯片選擇
    2.2 系統(tǒng)架構(gòu)和工作原理
        2.2.1 系統(tǒng)架構(gòu)
        2.2.2 系統(tǒng)工作原理
    2.3 本章小結(jié)
第三章 家電通信協(xié)議
    3.1 家電通信協(xié)議編碼規(guī)范
    3.2 家電通信協(xié)議應用舉例
    3.3 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)硬件架構(gòu)設計與實現(xiàn)
    4.1 系統(tǒng)硬件總體架構(gòu)
    4.2 網(wǎng)關(guān)主控平臺硬件構(gòu)建
        4.2.1 處理器芯片STM32F103VET6
        4.2.2 系統(tǒng)電源及時鐘電路設計
        4.2.3 復位及JTAG調(diào)試電路設計
        4.2.4 蜂鳴器報警及溫濕度傳感器電路設計
        4.2.5 EEPROM存儲器電路設計
        4.2.6 SD卡電路設計
        4.2.7 觸摸液晶屏接口電路設計
    4.3 網(wǎng)關(guān)外圍通信模塊設計
        4.3.1 WiFi模塊選型及電路設計
        4.3.2 433MHz射頻模塊電路設計
        4.3.3 以太網(wǎng)模塊電路的設計
    4.4 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)軟件架構(gòu)設計與實現(xiàn)
    5.1 網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)軟件架構(gòu)
    5.2 μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)移植
        5.2.1 μC/OS-Ⅱ簡介
        5.2.2 os_cpu.h修改
        5.2.3 os_cpu_c.c修改
        5.2.4 os_cpu_a.asm修改
    5.3 圖形用戶接口μC/GUI移植
        5.3.1 配置文件修改
        5.3.2 μC/GUI和LCD驅(qū)動接口文件修改
    5.4 WEB服務器構(gòu)建
        5.4.1 嵌入式協(xié)議棧LWIP簡介
        5.4.2 TCP/IP協(xié)議棧LWIP移植
        5.4.3 WEB服務器搭建
    5.5 WiFi通信配置實現(xiàn)
    5.6 433MHz射頻通信軟件實現(xiàn)
        5.6.1 433MHz射頻通信工作流程
        5.6.2 433MHz射頻抗干擾策略
    5.7 本章小結(jié)
第六章 系統(tǒng)功能驗證測試
    6.1 系統(tǒng)環(huán)境搭建
    6.2 系統(tǒng)功能測試
        6.2.1 網(wǎng)關(guān)人機交互界面控制
        6.2.2 基于Android系統(tǒng)的家電軟件控制
        6.2.3 WEB網(wǎng)頁訪問控制
    6.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的論文與成果
致謝

【引證文獻】

相關(guān)碩士學位論文 前2條

1 聶亨;基于多協(xié)議融合的智能家居無線網(wǎng)關(guān)設計與實現(xiàn)[D];五邑大學;2015年

2 易誠;基于Cortex-M3和Android的智能家居控制系統(tǒng)研究設計[D];南昌航空大學;2015年

本文編號：2845041