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无线网络传感器与智能家居控制系统40智能家居操纵子系统指导者：张军国评阅者：张军国2011年11月毕业设计（论文）中文摘要智能家居是一个充满进展前景的行业，在国内己经进展了几年了。随着智能家居行业自身的进展与人们对居住环境的现代化、信息化与舒适化的追求，人们对智能家居的关注度逐步提高。从目前国内的智能家居进展情况来看，智能家居还存在着很多问题，需要我们耐心去解决。本文首先介绍了课题研究的背景与意义，分析了智能家居系统的进展现状与趋势，总结了智能家居研究目前存在的要紧问题。通过深入研究了智能家居所涉及的有关理论与技术，提出了网络家电的设计模型与家庭网络的通讯技术方案，并结合嵌入式技术给出了事实上现方法。论文阐述了家居操纵系统的功能与设计思想，设计了一个低成本、易保护、可扩展、易配置的家居中央操纵平台方案。本文针对国内智能家居产品存在的问题与目前家庭的实际情况,提出了以嵌入式设备为主控设备，以蓝牙作为家庭网络的通信技术，构建智能家居操纵平台的方案。系统选用53C2410芯片为智能家居操纵平台的核心操纵芯片，CS8900A为远程操纵芯片，蓝牙芯片ROKlolO08为家庭网络通信模块，构建智能家居操纵平台的核心操纵器。系统完成了BOOTLOADER的移植、嵌入式LinUX的剪裁与移植，设计了核心操纵器与网络家电之间的数据通讯格式。通过对家居操纵系统的分析,设计了家居操纵系统的软件模型。为了方便用户对家电设备的操纵,系统除了本地操纵外还设计了嵌入式WebServer,为用户提供远程操纵功能。关键字：智能家居;操纵平台;网络家电;嵌入式LinUX毕业设计（论文）外文摘要Title：StUdentapartmentsaccessibleaccessSeCUritySyStemSDeSignandInIPlementationAbstract：SmartHomeisanindustryfulloprospectsforthedevelopment,hasbeendevelopedinChinaforyears.AsthedevelopmentofSmartHomeandthePursuitofthemonetizationandcomfortofPeople,slivingenvironment,PeoplePaycloseattentiontoSmarthomegradually.AsthedomesticSmartHomeisdeveloping,therearestillmanyproblems,weneedPatiencetoresolve.ThisPaperfirstintroducestheresearchbackgroundandsignificance,thenanalysesthedevelopmentstatusandtrendsoftheSmartHome,summarizestheexistingmainproblemoftheSmartHome.Throughin-depthstudyoftherelevanttheoriesandterminusinvolvedintheSmartHome,thisPaperPutsoverdesignmodelsofnetworkapplianceandthetechnicalsolutionofhomenetworkingcommunications,givesthemethodsoftheirrealizationcombinedwithembeddedtechnology.ThePaperdescribedfunctionsanddesignmethodologyofthehome=controlsystem,designedahomecentralcontrolplatformhavingthecharacteristicsoflow-cost,easytomaintain,extensible,easytoconfigure.InconnectionwiththeProblemofthedomesticSmartHomeProductsandrealityofthecurrentfamilies,thisPaperProposestoaSmartHomecontrolPlatformsolutionincludeembeddeddevicesasamasterdeviceandtheBluetoothasahomenetworkcommunicationstechnology.ThePaperusesa53C2410chipasacorecontroller,aCS8900AchipastheremotecontrolchipandaBluetoothchipnamedROKlOl008asthehomenetworkcommunicationmoduletobuildtheSmartHomecontrolplatform.ThePapercompletestheBOOTLOADERtransplantation,embeddedLinuxclippingandtransplantation,anddesignsdatacommunicationformatforcommunicationbetweenthenetworkapplianceandthecorecontroller.Throughanalysisofthehome-controlsystem,thePaperdesignssoftwaremodelofthehome-controlsystem.Inordertofacilitateusertocontrolconsumerelectronicsdevices,thesystemprovidesuserswithremotecontrolfunctions.Keywords:SmartHome;controlPlatform;networkappliances;embeddedLinux目录1 .绪论21.1 研究背景21.2 课题研究目的及意义41.3 论文的要紧工作与结构52 .ZigBee关键技术介绍62.1 匹££802.15.4简介62.2 ZigBee协议72.3 ZigBee网络拓扑结构82.4 ZigBee网络的自习惯机制93传感器节点与网关设计104智能家居操纵子系统中央操纵平台总体设计Il4.1操纵平台功能与结构124.2涉及到的软硬件介绍135智能家居操纵子系统全面设计175.1硬件设计175.2软件设计205.3Web远程操纵246系统功能测试286.1 主控信息中心调试286.2 主控信息中心调试步骤与问题解决286.3 ZigBee通信功能调试29致谢错误!未定义书签。参考文献321.绪论11研究背景随着人们对居住条件、生活质量、信息获取的需求越来越迫切，社会信息化脚步的进一步加快，家居信息化成为建设社会信息化过程的一个很重要环节。家庭是社会的细胞，唯有家庭实现了信息化，才可能真正实现社会的信息化。对智能家居系统的研究及开发是实现家庭信息化得必经之路。但目前国内的研究尚未建立一个完整的理论体系，对智能家居的懂得也存在着种种差异；当前国内的智能家居产品大都功能贫乏，系统设计不规范、扩展性差，对当前的进展形式较难习惯，同时智能家居技术在我国处于起步阶段，许多技术标准都未标准化，还有很多工作需要做。因此加强智能家居应用方面的研究，通过选取合适的技术，设计合理的方案，组建一种符合我国国情的、具有自主知识产权的智能家居系统己成为当前智能家居研究领域中极富挑战的课题。1.1.1 智能家居操纵系统的应用需求我国的智能家居网络技术的进展始于上个世纪九十年代末，通过多年的进展逐步走向成熟。几年前，“智能家居”对大多数人来说还是一个遥不可及、纯粹想象的概念，而如今，随着科技的进展与人民生活水平的提高，与一浪高过一浪的房地产热潮，中国的智能家居行业得到迅猛进展并日益渗透到平常百姓生活中。一股智能家居新生代力量，以无限活力与激情点燃了我们沉闷的生活。智能家居操纵器市场前景看好，整体产品规模增长速度超过全球平均增长速度随着人们生活水平的提高，智能化需求日益旺盛。智能操纵器作为智能产品的核心器件应该享有更为旷阔的进展空间，未来成长较好。中国智能操纵产品规模与全球智能操纵产品规模的增长率走势相接近，但是整体增长速度超过全球增长速度。全球智能操纵产品市场规模，逐年稳步增长。估计到2012年市场规模将达到10520亿美元。我国智能操纵产业将会获得较好的进展机会，估计2012年我国智能操纵产品整体规模将达到6250亿元，增长率将达到22.5%。高端智能市场份额比重大，地区进展不平衡。国内智能家居产品多集中在别墅与复式住宅等高端家庭，高端智能化产品在智能家居销售份额中占很大的比重，中低端产品市场普及率较低。同时各地区间进展不平衡，要紧集中于东部沿海发达城市，而中西部城市智能家居市场相对空白。另外，上海的智能家居市场的需求量较其他城市需求量大，要紧原因就是上海的经济进展更好一些。智能家居进展初期始于安防操纵，家庭用户要紧使用环境监测、煤气探测、温湿度调节、防火报警等功能保障财产安全。目前，由于城市的安全环境越来越好，人们更注重的则是家居的舒适与便利，而安防的侧重点将会越来越少。为此环境操纵与娱乐服务操纵日渐成为更多智能家居市场更大的需求点。1.1.2 智能家居操纵系统的研究及应用现状随着近年来科学技术的迅速进展与普及，我们的工作、生活观念也发生了巨大的改变，现代家庭生活追求的新方向一智能化生活已经悄然走进我们的生活,“智能家居”已成为家庭信息化与智能化必不可少的需求。智能家居是指在小区内部宽带网络己经普及的基础上利用小区内部的网络环境搭建的以家庭为单位的操纵系统，其目的是为住户提供以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理于一体的高效、舒适、安全、便利的居住环境13。智能家居是个复杂的综合体。首先，在一个家居中建立一个通讯网络，为家庭信息提供必要的通路，在家庭网络的操作系统的操纵下，通过相应的硬件与执行机构，实现对所有家庭网络上的家电与设备的操纵与监测。其次,通过一定的媒介，构成与外界的通讯通道，以实现与家庭以外的世界沟通信息，满足远程操纵/监测与交换信息的需求。最后，智能家居的最终实现目的都是为满足人们对安全、舒适、方便与符合绿色环境保护的需求。智能家居从功能上来说，要紧分为家庭安防功能、家庭数据采集功能、家电及家庭电子设备操纵、家庭信息管理平台与家庭能源操纵功能等五大功能。现在，世界各国都在跻身于网络信息服务技术的家庭应用，硅谷目前的投资与研发热点就是这方面的应用。圣保罗风险资本公司、Flatiron合伙公司与松下电子公司已经拨款L4亿美元,投资于支持智能家居的信息家电公司。诺基亚、摩托罗拉与至少另外五家电话制造商正在开发网络电话。而惠普、IBM、太阳微系统与索尼等公司正准备推出大量新发明的小玩意儿。从巴掌大小的扫描仪到给予这些装置动力的芯片与软件等不一而足。当前，我国对智能家居的研究刚起步。1994年，国家科委立项资助重大科技项目“2002年小康型城乡住宅科技产业工程项目”其目标是以科技为先导。以示范住宅小区建设为载体，推进我国住宅产业现代化，构建新一代住宅产业，在该项目中，把智能型住宅技术列为重中之重，开展技术、产品与工程的应用研究。2000年9月，长虹、海尔、春兰、TCL、小天鹅、上广电、厦新、电子三所、清华同方、中兴通9讯等数家家电巨头与科研院所参加了国家经贸委2000年国家技术创新重点专项计划“家庭信息化网络技术体系研究及产品开发”