本文關鍵詞：基于Android多媒體網關的智能家居系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著物聯(lián)網、計算機互聯(lián)網通信技術的迅猛發(fā)展,智能家居系統(tǒng)也得到了快速的發(fā)展,各種解決方案層出不窮,然而傳統(tǒng)的有線方案由于綜合布線的局限性、安裝不便、擴展性不強使得其大范圍普及受限。針對這些問題,本文基于無線傳感器網絡和嵌入式系統(tǒng),設計并實現(xiàn)了一套基于Android網關的智能家居系統(tǒng),并將手勢識別技術融入到智能家居系統(tǒng)的解決方案中,研究空中手勢識別技術在智能家居系統(tǒng)中的應用。論文首先介紹了課題研究背景以及國內外研究現(xiàn)狀,然后對系統(tǒng)所采用的近距離無線通信技術、Android系統(tǒng)框架、消息推送機制以及基于智能設備的手勢識別等關鍵技術進行了論述。其次,本文闡述了智能家居系統(tǒng)的需求與總體架構,詳細介紹了智能嵌入式網關中主控模塊與協(xié)調器模塊硬件設計、主控模塊系統(tǒng)軟件、應用軟件和協(xié)調器模塊的軟件開發(fā)。然后對基于ZigBee的無線智能插座進行軟硬件設計,尤其是2.4GHz小體積PCB天線的設計,并在兩種場景下測試插座的通信距離,測試表明在空曠的環(huán)境下通信距離至少為50m,穿透墻壁時至少30m,證明其通信能力能夠滿足家居環(huán)境的要求。最后,提出了一種基于智能手機內嵌慣性測量單元的智能家居控制終端的設計方案,首先對加速度傳感器和陀螺儀的原始輸出信息進行預處理,根據(jù)自適應閾值判斷手勢運動的起點和終點,然后對歐拉角進行誤差補償,解算出姿態(tài)轉換矩陣.將加速度從手機坐標系轉換到導航坐標系中。最后,針對傳統(tǒng)的軌跡重建中直接對速度進行修正消除累計誤差的方法的不足,提出了先對加速度進行修正、再對速度進行修正的方法,將修正后的速度積分得到手勢的三維空間軌跡。經仿真和測試表明,該算法能夠較好的提高手機空間軌跡還原的精度,手勢識別率高達94%,優(yōu)于現(xiàn)有方法。本文設計與實現(xiàn)了系統(tǒng)中的嵌入式網關和智能插座,并提出了一種改進的誤差補償算法提高空中手勢識別率,進而更準確的控制家居設備,該系統(tǒng)為手勢識別技術在智能家居中的應用提供了參考價值。
【關鍵詞】：智能家居系統(tǒng) Android 消息隊列遙測傳輸 ZigBee協(xié)議 空中手勢識別
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU855;TN915.05
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 課題背景與研究意義12-14
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展14-17
• 1.2.1 智能家居系統(tǒng)行業(yè)現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 智能家居系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展趨勢15-16
• 1.2.3 空中手勢識別技術的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 研究內容與設計指標17-18
• 1.3.1 研究內容17
• 1.3.2 設計指標17-18
• 1.4 論文組織18-20
• 第二章 基于Android網關的智能家居系統(tǒng)的關鍵技術20-30
• 2.1 幾種無線組網方案20-22
• 2.1.1 幾種無線組網方案的對比20-21
• 2.1.2 網絡拓撲結構21
• 2.1.3 ZigBee的抗干擾性21-22
• 2.2 Android簡介22-23
• 2.3 MQTT協(xié)議23-26
• 2.3.1 MQTT模型分析23-24
• 2.3.2 MQTT協(xié)議消息格式24-25
• 2.3.3 MQTT協(xié)議特點25
• 2.3.4 MQTT協(xié)議與其它消息推送方式25-26
• 2.4 基于智能設備的手勢識別26-29
• 2.4.1 手勢數(shù)據(jù)坐標轉換26-28
• 2.4.2 慣性測量單元的誤差補償28-29
• 2.5 本章小結29-30
• 第三章 智能家居系統(tǒng)Android網關的設計30-50
• 3.1 系統(tǒng)總體結構設計30-32
• 3.1.1 智能家居系統(tǒng)需求分析30-31
• 3.1.2 智能家居系統(tǒng)的架構設計31-32
• 3.2 智能家居系統(tǒng)網關硬件設計32-36
• 3.2.1 網關主控模塊硬件設計33-34
• 3.2.2 ZigBee協(xié)調器模塊硬件設計34-35
• 3.2.3 網關PCB設計35-36
• 3.3 網關主控模塊軟件設計36-45
• 3.3.1 主控模塊系統(tǒng)軟件設計36-38
• 3.3.2 Android開發(fā)環(huán)境搭建38-39
• 3.3.3 主控模塊應用軟件設計39-45
• 3.4 協(xié)調器軟件設計45-48
• 3.4.1 協(xié)調器網絡的建立45-46
• 3.4.2 主控模塊與協(xié)調器模塊間通信的實現(xiàn)46
• 3.4.3 協(xié)調器軟件設計46-48
• 3.5 本章小結48-50
• 第四章 基于ZigBee無線智能插座實現(xiàn)方案50-60
• 4.1 智能插座功能需求分析50
• 4.2 無線智能插座硬件設計50-53
• 4.2.1 CC2530芯片及其外圍引腳51
• 4.2.2 電源轉換模塊51-52
• 4.2.3 繼電器模塊52-53
• 4.2.4 射頻天線設計53
• 4.3 智能插座軟件設計53-56
• 4.3.1 智能插座與協(xié)調器模塊間通信幀格式53-55
• 4.3.2 無線智能插座軟件設計55-56
• 4.4 智能插座測試56-58
• 4.4.1 無線智能插座性能測試56-58
• 4.4.2 測試結果分析58
• 4.5 本章小結58-60
• 第五章 空中手勢識別技術在系統(tǒng)中的實現(xiàn)方案60-74
• 5.1 手勢的定義60
• 5.2 軌跡還原算法的設計60-62
• 5.2.1 帶有誤差補償?shù)氖謾C軌跡還原算法60-61
• 5.2.2 誤差模型的建立及誤差分析61-62
• 5.3 空中手勢信號預處理62-63
• 5.3.1 校準62-63
• 5.3.2 滑動平滑濾波63
• 5.4 誤差補償算法63-67
• 5.4.1 運動檢測64-65
• 5.4.2 歐拉角補償65-66
• 5.4.3 加速度補償66-67
• 5.5 空中軌跡還原算法仿真及其結果分析67-72
• 5.5.1 仿真環(huán)境67-68
• 5.5.2 仿真結果與分析68-72
• 5.6 本章小結72-74
• 第六章 總結與展望74-76
• 6.1 全文工作總結74
• 6.2 未來工作展望74-76
• 致謝76-78
• 參考文獻78-82
• 攻讀碩士學位期間研究成果82

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;無線智能家居系統(tǒng)[J];數(shù)字社區(qū)&智能家居;2010年05期

2 張達勇;;智能家居系統(tǒng)的功能安全設計[J];數(shù)字社區(qū)&智能家居;2010年Z1期

3 胡晶晶;;家,溫暖安全的港灣——探秘智能家居系統(tǒng)[J];現(xiàn)代工業(yè)經濟和信息化;2012年01期

4 許克定;;智能家居系統(tǒng)技術探討[J];電子世界;2012年08期

5 聶磊;裴雪;;物聯(lián)網引發(fā)智能家居系統(tǒng)設計新趨勢[J];大眾文藝;2013年04期

6 王飛躍,黃小池;基于網絡的智能家居系統(tǒng)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J];家用電器科技;2001年06期

7 朱順兵,張九根;智能家居系統(tǒng)的關鍵技術與設計[J];建筑電氣;2003年05期

8 徐卓農;;智能家居系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展綜述[J];電氣自動化;2004年03期

9 ;智能家居系統(tǒng)應用及結構[J];智能建筑與城市信息;2005年06期

10 董杰;智能家居系統(tǒng)的組成及設計[J];科技情報開發(fā)與經濟;2005年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 楊利平;龔衛(wèi)國;李偉紅;王華華;周留洋;;基于網絡技術的遠程智能家居系統(tǒng)[A];中國儀器儀表學會第六屆青年學術會議論文集[C];2004年

2 蘇本躍;王廣軍;章健;;基于物聯(lián)網環(huán)境下體感交互技術的智能家居系統(tǒng)[A];2013年中國智能自動化學術會議論文集（第四分冊）[C];2013年

3 周余;劉淵;楊萬全;;數(shù)字家庭網絡下智能家居系統(tǒng)的實現(xiàn)[A];四川省通信學會2005年學術年會論文集[C];2005年

4 石小蘭;韓江洪;魏振春;;基于分布式控制的智能家居系統(tǒng)[A];第二十四屆中國控制會議論文集（下冊）[C];2005年

5 張浩;劉世棟;李炳林;;基于多種通信方式的智能家居系統(tǒng)[A];2012電力行業(yè)信息化年會論文集[C];2012年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 萬紅金　陳錫明;智能家居系統(tǒng)如同忠誠管家[N];深圳商報;2009年

2 本報記者 吳挺;探秘智能家居系統(tǒng)[N];計算機世界;2009年

3 梁新;生態(tài)智能家居系統(tǒng)引領綠色環(huán)保家居變革[N];中國建材報;2008年

4 林苗苗　程英;三門一創(chuàng)業(yè)大學生獲3500萬元風險投資[N];臺州日報;2011年

5 本報記者 齊煜;中國高端住宅亟待智能化[N];中國房地產報;2012年

6 ;“寧波智造”暢行物聯(lián)網[N];寧波日報;2012年

7 本報記者　沈勇;各色“新家”讓人流連忘返[N];深圳特區(qū)報;2007年

8 記者 戴宏　實習生 董金萍;全區(qū)首個智能化社區(qū)落戶鄂爾多斯[N];內蒙古日報(漢);2009年

9 記者 吳苡婷;二工大打造清潔技術概念屋[N];上�？萍紙�;2011年

10 記者 王志彥;張江物聯(lián)網：進門“刷臉”不刷卡[N];解放日報;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張璐;智能家居系統(tǒng)人機關系研究[D];江南大學;2008年

2 蘇義超;基于ARM-Android的智能家居系統(tǒng)研究[D];華南理工大學;2015年

3 張鳳嶺;基于ARM和Zigbee的小區(qū)智能家居系統(tǒng)[D];天津理工大學;2015年

4 袁帥;基于自適應動態(tài)規(guī)劃的智能家居系統(tǒng)研制[D];山東建筑大學;2015年

5 夏浩淼;基于ARM的智能家居系統(tǒng)的研究與設計[D];昆明理工大學;2015年

6 劉寰;基于ARM與ZigBee的智能家居系統(tǒng)的設計與研究[D];西安建筑科技大學;2015年

7 陳珍軍;基于ARM和ZigBee的智能家居系統(tǒng)設計[D];河北農業(yè)大學;2015年

8 鄭風;多屏互動在智能家居系統(tǒng)下的研究與實現(xiàn)[D];西南科技大學;2015年

9 盧偉;基于μTenux的智能家居系統(tǒng)網關的設計與實現(xiàn)[D];大連交通大學;2015年

10 應華平;基于Android與ZigBee的智能家居系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D];南昌大學;2015年

  本文關鍵詞：基于Android多媒體網關的智能家居系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：389763