嵌入式智能家居远程监控系统的设计与实现

北京交通大学硕士学位论文嵌入式智能家居远程监控系统的设计与实现姓名：刘晓彤申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：陈后金20090601嵌入式智能家居远程监控系统的设计与实现作者：刘晓彤学位授予单位：北京交通大学相似文献(10条)1.学位论文蔡燕玲基于WinCE的嵌入式系统的研究与应用——智能家居红外遥控系统2006随着信息技术的高速发展，综合了计算机技术、网络技术和通信技术的嵌入式技术己成为人类继PC和互联网之后最热门的技术。嵌入式技术的应用已经广泛渗透到我们的工作、生活中，特别是智能家电、手持通讯设备、信息终端等与人们生活息息相关的消费类电子产品的热销，促进了各类形式多样的嵌入式产品成为信息化时代的主流。据嵌入式技术专业杂志RTC报道：21世纪初的十年中，全球嵌入式产品市场需求量具有比PC市场大10至100倍的商机。后PC时代将是嵌入式产品的天下，嵌入式系统的研究已成为全球IT业研究的热点。智能家居是嵌入式系统的一种形式，它使家居具有高效性、安全性、舒适性和便捷性。遥控家居设备是智能家居领域的重要研究部分，是实现家居与外界信息交换的关键。目前国内外已有不少研究成果，但在实际应用中仍然存在许多难以解决的问题，因而这方面的研究一直没有停止。本文首先阐述了智能家居的背景、内容、作用及发展现状，分析了嵌入式系统的体系结构、实现的技术路线，并对嵌入式操作系统WindowsCE的体系结构、定制方法、应用开发了进行深入研究。智能家居设备的遥控存在许多方法，通过研究和分析国内外相关专题，发现红外遥控家电是最经济的方案，在不改变原有电器的结构及放置位置的情况下，可利用红外遥控技术控制所有带红外遥控器的家电。因此，本文重点研究了红外遥控器信号的解码及红外遥控的实现方法，对其中关键的红外遥控器信号解码提出了一种新的算法。在此基础上，制作了以AT89C52为核心的解码电路，并在基于WindowsCE操作系统的eBoxII平台上开发并实现了智能家居红外遥控系统原型。本文阐述的系统尚需进一步拓展以适应实际应用需求，本系统的开发旨在研究嵌入式系统的实现方法和实现过程，可为后续的相应研究应用奠定基础。2.期刊论文曹建刚.王鸣.CAOJian-gang.WANGMing基于嵌入式系统的智能家居网络实现-安徽工程科技学院学报（自然科学版）2006,21(4)讨论了基于嵌入式系统的智能家居网络的实现.介绍了嵌入式系统及家居网络的概念和功能,讨论了几种基于嵌入式系统的智能网络的实现形式,最后以三星公司ARM7TDMI微处理器S3C44B0X为例,从硬件和软件两方面较详细地论述了基于嵌入式系统的智能家居网络的实现过程.3.学位论文徐东基于嵌入式系统的智能家居系统研究2006当前，随着科学技术的发展，计算机、嵌入式系统和网络通信技术逐步深入到各个领域，使得住宅和家用电器设备网络化和智能化，智能家居已经开始出现在人们生活中。该领域国际上几十种协议还在激烈的竞争，智能家居的研究和应用在我国已经起步。通过家居智能化技术，实现家庭中各种与信息技术相关的通讯设备、家用电器和家庭安防装置网络化，通过嵌入式家庭网关连接到一个家居智能化系统上进行集中或异地的监控和家庭事务管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。家居智能化所提供的是一个家居智能化系统构成的高度安全性、生活舒适性和通讯快捷性的信息化与自动化居住空间，从而满足21世纪信息社会中人们追求的便利和快节奏的工作方式，以及与外部世界保持安全开放的舒适生活环境。本文以智能家居广阔的市场需求为基础，选取家庭智能控制系统为研究对象。在对家庭网络、嵌入式系统深入研究的基础上，采用S3C4510B微处理器，成功开发嵌入式家庭网关，并对搭建智能家居系统进行了尝试。文章最后对智能家居的应用前景做了预测，对存在的有关问题做了分析，并指出，随着经济实力和现代化水平的不断提高，智能家居也将会逐步走入普通居民的家庭。4.学位论文王琳无线嵌入式智能家居环境网关2005近年来随着计算机、自动控制和通信技术的发展，人们的日常起居生活发生了日新月异的变化。人们越来越注重家居环境的安全、健康、快捷和舒适。由于家居环境中的家电产品种类日益增多，如何有效地将它们结合成一个有机整体、解决分散控制所带来的不便，更好地为人们提供家居环境的各类信息，从而引发了一个极具吸引力的市场：智能家居环境系统。即应用智能化控制和网络通讯技术，将家居环境中各类与信息技术相关的通讯设备、家用电器和安防装置，通过家庭信息网络连接到一起，形成一个高效的有机整体—智能家居环境系统，并由其实施集中或异地的监视、控制和管理家庭性事务。其中，智能家居环境网关作为智能家居环境的核心部分，是家庭信息网络的门户和管理者，其地位尤为重要。本设计采用了无线技术与嵌入式系统来开发智能家居环境网关。本文主要介绍了基于无线技术家庭信息网络的组建，以及核心组成部分嵌入式智能家居环境网关的结构、功能及实现。文章共分为四部分，其内容介绍如下：第一章前言：主要介绍了家庭网络和家庭网关的发展简史和现状，阐述了本文工作的重点及意义。第二章无线技术及嵌入式系统：主要介绍了开发智能家居环境系统的两大关键技术：无线技术和嵌入式系统，详细介绍了它们的的概念及应用。第三章智能家居环境系统模型：介绍了智能家居系统的功能以及我们的智能家居模型的构建，包括无线组网技术和无线模块以及智能终端的设计。第四章家庭信息网络核心——智能家居环境网关：对整个家庭信息网络的核心部分无线智能家庭环境网关的设计，包括硬件平台，软件平台做了介绍，重点使是智能家居环境网关功能的实现。5.期刊论文李世红.刘刚.蔡志端.LIShi-hong.LIUGang.CAIZhi-duan基于S3C44B0X的智能家居嵌入式系统-兵工自动化2008,27(3)基于S3C44B0X处理器的智能家居嵌入式系统,由存储器系统、以太网接口部分、调试系统部分、温度检测和实时时钟组成.通过设置OS_CPU.H中与处理器和编译器相关的代码、编写与操作系统相关的函数OS_CPU_C.H、编写与处理器相关的函数OS_CPU.ASM三个步骤μC/OS-II可在S3C44BOX上正确运行.6.学位论文徐恩生基于ARM的智能家居控制系统的研究2007Internet现已成为社会重要的信息流通渠道。嵌入式系统能够连接到Internet上面将信息传送到几乎世界上的任何一个地方。嵌入式设备与Internet的结合代表着嵌入式系统和网络技术的真正未来。随着IPv6的应用，设备都可能获得一个全球唯一的IP地址，通过IP地址和互联网相连成为一个网络设备。因此随着电子技术和Internet技术的发展使的家用电子电器产品步向智能化网络化的智能家居方向。智能家居是集成微电子技术与控制技术当前嵌入式系统典型的代表。本文将嵌入式技术与电力载波通信协议X-10技术结合起来来实现智能家居控制系统，着重研究智能家居控制系统的核心一基于ARM核的智能家居网关软硬件设计。智能家居网关是一个嵌入式WEB服务器，用户通过登陆智能家居网关进而实现对智能家居网关的远程控制操作，智能家居网关将接收到的用户命令进行“翻译”之后向家庭电力线发送X-10指令，实现对家庭设备的控制。本文首先分析基于ARM的智能家居控制系统的原理及X-10技术；然后给出具体基于ARM平台的硬件电路设计，本文在以LPC2210为处理器实现智能家居控制系统的设计中，给出详细设计步骤与过程。本系统主要电路包括有电源电路、键盘电路、LCD显示电路、存储电路、网口电路、及X-10电力载波电路等等；其次ARM平台软件实现是本文的一个重点。本文主要分三步来实现：第一步实现了在LPC2200系列处理器上的嵌入式操作系统uC/OS-Ⅱ的移植、第二步实现TCP/IP协议栈LWIP在嵌入式操作系统上的移植、第三步实现WEB服务器的组建以及应用软件设计。最后系统在搭建完软硬件平台之后，进入调试结果环节。系统运行后本人使用本地示波器观看波形，然后通过对波形的解析与X-10指令的对照来验证基于ARM的智能家居控制系统的可行性，进而实现了X-10信息家电与Internet的互连控制。7.学位论文李程基于嵌入式的智能家居系统研究2006现代科学技术的发展，尤其是计算机技术和网络技术的高速发展，不仅改变了我们的工作方式，也逐渐地改变了我们的生活方式。不仅要求办公可以自动化、智能化，也需要家居生活逐渐地变得自动和智能起来。智能家居即是在这样的背景下产生的。智能家居是融合了计算机、网络、自动控制、传感等多种技术，并涉及生态、环境、能源等多个领域的综合性系统性工程。除了要满足自动控制的需求之外，还要实现节能，环保，人性化，以及个性化。虽然这些听起来有点理想化，但是，微电子技术和嵌入式系统技术的发展，使得这一切都可以成为现实。本文即阐述了一种实现智能家居/园区的系统结构，以及基于嵌入式系统的智能家居终端的实现方法。智能的实现归根到底是基于策略的自动控制和信息交换，所以，智能家居系统也就是一个综合了信息流和控制流的网络系统。在这个网络中有负责传感器、控制策略处理器、执行器之间通信的各种总线系统或者无线系统；也有负责信息交换的计算机网络系统(在实现园区智能和远程控制方面更能充分发挥其优势)，但智能的核心还是负责控制策略执行的控制系统，也即嵌入式智能家居控制终端。控制终端接收来自传感器的信号，并根据控制策略对执行器发送控制命令，从而实现家居自动化；同时，还可以通过网络、电话、短信等方式接收来自远程的命令，实现远程控制。但是孤立的智能家居系统在功能上有很多的局限，也不适合我国小区化的住宅环境，所以智能的范畴必然要扩大至小区。智能小区可以在智能家居的基础上，补充对公共设施的监控功能，从而可以方便的查询公共资源的利用情况，了解公共设施的远行状况，及时获取各种公共信息，享受小区提供的其他服务。整个小区组成一个大的网络系统之后，可以整合整个系统的资源，提高关键资源的利用率，并提供更加完善的公共安全服务。本文设计的智能家居终端具有网络接口，可以通过成熟的网络产品及网络安全技术来组成小区智能专用网。为了保证整个系统的高可用性，除了对网络系统作优化而外，还把对电梯、水泵、门禁等各种公共设施以及室内安防等关键子系统的控制采用可编程器件和软件结合的方式实现。基本控制逻辑由可编程器件实现，可以脱离系统软件运行，仅向其提供状态信息；避免因软件问题导致整个系统的混乱甚至崩溃。软件可以为控制逻辑提供参考信息，实现更加完善的控制。随着科学技术的发展，生活水平的提高，智能家居、智能小区必将得到长足的发展并为广大人们所接受。8.会议论文陈志峰.吴伟民.孙炜.龙邦贵一个智能家居网络方案及其仿真实现2001本文给出了一个实用的智能家居网络方案,介绍了其通信协议及如何通过本地和Internet来监控信息电器,同时,对于嵌入式系统的开发采用了面向对象的仿真技术.9.学位论文赵静嵌入式智能家居控制系统的研究与设计2008智能家居系统是融合了计算机、网络、自动控制、传感等多种技术，并涉及生态、环境、能源等多个领域的综合性系统性工程。除了要满足自动控制的需求之外，还要实现节能、环保、人性化以及个性化。虽然这些听起来有点理想化，但是，微电子技术和嵌入式系统技术的发展，使得这一切都可以成为可能。本文即阐述了一种实现智能家居的系统结构以及基于嵌入式系统的智能家居终端的实现方法。本文通过对智能家居系统的分析，确定了总体架构设计。针对智能家居系统的特点和所要实现的基本功能，我利用32位嵌入式ARM9处理器S3C2410作为智能家居控制系统的控制核心，对控制器的核心电路进行了详细设计，包括对S3C2410主控制芯片电路、存储系统电路以及电源电路的设计。按照总体设计方案的要求，又分别对LCD接口电路、USB接口电路以及无线通信模块电路等其它外围接口电路进行了设计，完成整个系统硬件平台的搭建，并针对煤气泄漏报警模块给出了详细的硬件设计。本文同时详细介绍了基于宿主机-目标机交叉开发环境，在PC机上安装WindowsCE.net4.2，利用微软提供的P