基于无线物联网的智能生态家居控制系统研究与设计

论文摘要

随着社会经济迅猛发展、家庭人口结构变化以及通信信息网络技术的发展变化，人类对日常生活的效率性、舒适性、安全性等要求逐渐提高，由此造成人们对家居智能化的需求急剧增加，同时更多的家庭要求智能家居产品不单单是满足一些基本的需求，更要求智能家居系统功能实用化、范围广域化，服务多样化。如何把智能家居产品做到简单、方便、实用、安全是行业一直追求的目标。近年来物联网技术发展迅速，已经深入到了生活的方方面面。物联网发展为家居智能化提供了有利条件，智能家居作为物联网应用的一个重要分支行业，在多个环节都会用到物联网相关技术。物联网技术的应用将推动智能家居的迅速发展，智能家居系统正朝着网络化、信息化、智慧化方向发展。物联网的发展是智能家居更快发展的的前提条件，随着国家对物联网产业的持续投入，智能家居行业也将加速发展；同时，随着物联网相关标准的逐步推出，智能家居行业规范化也将如影随形。本论文将物联网引入智能家居系统中来，主要研究内容如下:1．简述了智能家居历史和现状，总结了智能家居的各种结构类型，分析了物联网引入智能家居系统的可能性和优越性，提出了基于无线物联网的智能家居监控系统的概念。2．本文将Zigbee、嵌入式和GPRS等多种物联网相关技术结合在一起，提出了以zigbee实现家庭内组网，以GPRS/GSM外部联网，中间以ARM+linux的嵌入式系统为主控平台来沟通家庭内外的物联网智能家居解决方案。3.本文仔细分析研究了Zigbee、ARM、linux和GPRS等相关技术，将uboot和μClinux移植到了ARM7处理器LPC2290上，同时基于Crossbow的zigbee节点，编写了相关应用程序，实现了短消息控制家居环境采集的简单功能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 本课题的研究背景
• 1.2 国内外研究状况
• 1.2.1 国外研究状况
• 1.2.2 国内研究状况
• 1.3 智能家居发展方向
• 1.4 课题工作介绍
• 1.5 本章小结
• 2 系统总体设计
• 2.1 系统需求
• 2.2 家庭网络通信技术选择
• 2.2.1 家庭内部网络选择
• 2.2.2 家庭外联入网选择
• 2.2.3 监控系统控制方案选择
• 2.3 系统总体方案
• 2.4 本章小结
• 3 系统硬件平台的分析与设计
• 3.1 网关主控制器模块
• 3.1.1 存储器配置
• 3.1.2 串口配置
• 3.1.3 网络配置
• 3.2 GPRS 通信模块
• 3.3 ZIGBEE 模块
• 3.4 本章小结
• 4 系统软件设计
• 4.1 系统总体方案设计
• 4.1.1 软件总体方案选择
• 4.1.2 ARM+LINUX 系统开发简介
• 4.1.3 TINYOS 系统开发简介
• 4.2 交叉编译环境的建立
• 4.2.1 在宿主机上安装 LINUX 操作系统
• 4.2.2 安装交叉编译工具链
• 4.2.3 开发主机的配置
• 4.3 引导加载程序（BOOTLOADER）移植
• 4.3.1 UBOOT 启动流程分析
• 4.3.2 UBOOT 移植实现
• 4.4 移植ΜCLINUX 系统到 LPC2290
• 4.4.1 ΜCLINUX 的启动过程
• 4.4.2 ΜCLINUX 内核移植
• 4.4.3 ΜCLINUX 根文件系统创建
• 4.4.4 ΜCLINUX 系统移植结果展示
• 4.5 GPRS 及应用程序软件设计
• 4.5.1 GPRS 相关知识
• 4.5.2 GPRS 模块软件设计
• 4.6 ZIGBEE 软件总体设计
• 4.6.1 ZIGBEE 节点软件设计
• 4.6.2 SHT11 驱动程序实现
• 4.6.3 ZIGBEE 协调器的软件
• 4.7 本章小结
• 5 系统调试与测试
• 5.1 系统硬件环境搭建
• 5.2 ZIGBEE 系统测试
• 5.3 GPRS MODEM 通信功能测试
• 6 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的文章
• 致谢