【摘要】：隨著通信電子技術的迅速發(fā)展,信息技術給家居行業(yè)產生了深遠的影響,家居環(huán)境的智能化監(jiān)控已經成為智能家居的一個重要的發(fā)展方向。本文根據(jù)智能家居的發(fā)展背景和研究現(xiàn)狀,并且從實用性和可行性角度出發(fā),研究設計了一套智能家居系統(tǒng),提出了基于ZigBee組網和嵌入式Linux技術的智能家居系統(tǒng),整體系統(tǒng)由ZigBee無線傳感器網絡、嵌入式Linux家庭網關、用戶端應用程序這三個部分組成。ZigBee無線傳感器網絡用于實現(xiàn)家居系統(tǒng)的終端傳感器數(shù)據(jù)采集功能。本文首先研究了ZigBee的網絡設備類型、網絡拓撲結構、ZigBee的協(xié)議棧的層結構和Z-Stack協(xié)議棧,從可行性和成本角度出發(fā)設計了星型的網絡拓撲結構,并且結合OSAL調度系統(tǒng)分別設計ZigBee協(xié)調器和ZigBee終端的兩個部分的軟件,實現(xiàn)ZigBee的組網、入網的功能。組網部分將采用1個ZigBee協(xié)調器、3個ZigBee終端來實現(xiàn)ZigBee的星型網絡拓撲結構,ZigBee設備采用CC2530芯片,ZigBee終端用于連接各種傳感器用來采集室內環(huán)境參數(shù),并且通過ZigBee網絡將數(shù)據(jù)發(fā)送給ZigBee協(xié)調器,由ZigBee協(xié)調器和網關之間進行通信。在本文設計的系統(tǒng)中,網關將起到ZigBee無線網絡和用戶端之間的通信橋梁作用,和ZigBee協(xié)調器通過串口方式通信,和用戶端通過wifi網絡方式通信。本文將在網關上面開發(fā)設計SQLite輕量級數(shù)據(jù)庫用來存儲ZigBee網絡的數(shù)據(jù)信息,并且開發(fā)TCP/IP通信功能用來實現(xiàn)網關和用戶端之間的數(shù)據(jù)交互。本文還將在網關上面開發(fā)視頻監(jiān)控功能,視頻監(jiān)控的攝像頭選用的是USB接口,因此文中研究了Linux內核中UVC驅動并對其進行了修改,并且深入的分析了Linux的V4L2驅動框架和流媒體服務器Mjpg-streamer,從而實現(xiàn)視頻流的獲取、圖像格式轉換、視頻流輸出等功能。用戶端指的是運行在安卓系統(tǒng)上的應用程序,用戶端可以實時的查看ZigBee網絡傳遞過來的終端傳感器數(shù)據(jù),如溫濕度數(shù)據(jù)、紅外監(jiān)測數(shù)據(jù)、氣體檢測數(shù)據(jù),同時可以實現(xiàn)對ZigBee終端進行指令下達操作,并且可以實時的查看攝像頭采集的視頻流數(shù)據(jù)。文章最后對智能家居的整體進行功能測試,如ZigBee的組網性能測試,ZigBee終端數(shù)據(jù)采集測試,以及視頻監(jiān)控功能的測試等。通過對系統(tǒng)的各個模塊的功能整合測試,從而來論證本文設計的系統(tǒng)的可行性。
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU855

【參考文獻】

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本文編號：2558510