论文摘要
随着人们对居住环境要求的不断提高,家居智能化已经成为住宅发展的必然趋势。本文研究了一种成本较低、操作简单灵活的嵌入式系统,利用现已普遍使用的手机、PDA等便携式终端,通过GSM/GPRS网络实现远程通讯,采用ZigBee短距无线通信方式组建家庭监控网络。本文主要完成了智能家居远程控制方案的整体设计、异常状态监测算法的研究、硬件平台的搭建和功能模块的软件实现等任务。本文创新点及主要研究成果如下：研究了利用μC/OS-Ⅱ操作系统和32位S3C44BOX处理器搭建嵌入式系统。基于μC/OS-Ⅱ操作系统的实时性、移植方便和可扩展的优点,以及ARM处理器高性能、低成本、资源丰富的优势,将嵌入式系统作为智能家居的开发平台,有效地缩短了系统开发周期,降低了系统成本。研究了基于串口摄像机的异常目标室内跟踪检测方法,提出了背景差和帧间差法相结合的自适应状态检测、小目标跟踪检测、自适应背景更换方法,研究了JPEG图像的解码、图像灰度值转换和二值化处理方法,并利用腐蚀和膨胀技术对图像进行了形态学去噪处理。首次提出了基于多媒体彩信（MMS）和短信息（SMS）技术的无线远程监控方案,设计了TR800彩信模块开发板,完成Xmodem协议的嵌入式软件编程,实现了MMS和SMS信息的收发。提出了基于ZigBee无线通信技术组建家庭控制网络方案,设计了基于CC2430芯片的无线收发模块,研究了模块收发模式设定方法。研究了在系统中加入烟雾传感器等环境监控传感器,提升家居安全性的策略。实验测试结果表明,文中提出的方案是先进有效的,可以满足家居远程监控系统技术要求。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 课题研究的背景及意义1.1.1 课题研究的背景1.1.2 课题研究的意义1.2 智能家居国内外研究现状1.2.1 国外发展现状1.2.2 国内研究现状1.3 智能家居主要发展方向1.4 智能家居远程通信技术1.5 本文研究内容及论文结构第2章 智能家居平台总体设计2.1 智能家居系统整体设计2.2 嵌入式系统2.2.1 嵌入式硬件选择2.2.2 操作系统的选择2.3 多媒体MMS技术2.3.1 MMS原理2.3.2 MMS的基本特征2.4 家庭无线网络布线技术2.4.1 无线通信技术的选择2.4.2 ZigBee技术特点2.5 CMOS摄像机介绍2.5.1 ZM460型摄像机2.5.2 摄像机工作方式2.5.3 JPEG压缩技术2.6 本章小结第3章 智能家居系统硬件设计3.1 智能家居控制器3.1.1 S3C44B0X处理器3.1.2 ARM开发板资源3.1.3 开发板串口分配及扩展3.2 远程通信模块设计3.2.1 TR800模块简介3.2.2 电源模块设计3.2.3 SIM卡接口设计3.2.4 复位与启动电路设计3.2.5 串行通信接口设计3.2.6 抗干扰设计3.3 家庭网络硬件设计3.3.1 ZigBee模块设计3.3.2 CC2430芯片3.4 监控系统外围器件设计3.4.1 烟雾传感器3.4.2 继电器选择3.5 本章小结第4章 异常目标跟踪检测技术研究与实现4.1 传统检测方法4.2 室内信息采集4.3 异常目标特征提取4.3.1 JPEG解码4.3.2 灰度信息提取与二值化处理4.3.3 形态学处理及结果分析4.4 异常状态分析判定技术4.4.1 量化函数的设置与异常状态界定4.4.2 小目标跟踪检测技术4.4.3 背景图像更换方法4.5 本章小结第5章 系统软件设计及功能模块实现5.1 嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系统5.1.1 μC/OS-Ⅱ操作系统概述5.1.2 基于μC/OS-Ⅱ的软件结构设计5.1.3 操作系统的移植5.2 基于μC/OS-Ⅱ操作系统的程序设计5.3 MMS信息软件实现5.3.1 TR800模块配置5.3.2 MMS信息编辑5.3.3 Xmodem协议软件开发5.3.4 基于查表的CRC校验实现5.4 手机终端SMS控制实现5.5 家庭监控网络组建5.5.1 组网方式5.5.2 ZigBee模块模式选择5.6 系统性能测试与评估5.6.1 异常目标检测算法测试5.6.2 串口摄像机测试5.6.3 MMS及SMS信息时延测试5.6.4 家庭网络测试5.7 本章小结第6章 结论与展望6.1 结论6.2 展望参考文献致谢攻读硕士期间发表的论文作者简介
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