智能家居远程控制系统研究

论文摘要

随着信息技术和智能控制技术的迅猛发展,人们对居住环境有了更高的要求,家居智能化成为了一种必然的趋势。人们希望通过智能家居技术实现住宅环境和家庭设备的智能化管理与监控,从而满足用户对居住环境的需求。本文围绕如何实现智能家居的远程监控进行了论述。论文首先阐述了国内外智能家居的现状及其发展趋势,给出了课题的主要研究内容。根据目前家居智能化的要求,本文采用了GSM通讯技术和嵌入式Internet技术两种方式作为远程监控方式,设计并开发了具有远程测控家电,远程监测室内温度和有害气体,家居安防报警响应等功能的智能家居远程监控系统,同时给出了系统的结构、硬件设计原理和软件设计思路及主要程序。该智能家居远程监控系统以数字信号处理器TMS320F2812为主控芯片并在硬件上集成了以太网接口,并通过以太网参照TCP/IP协议实现数据的传输。主控芯片内部集成了嵌入式Web服务器,利用嵌入式CGI技术编写了静态监控主页和动态CGI接口程序,实现了用户可以通过远程PC机上的IE浏览器登录嵌入式Web服务器的监控页面,通过点击页面上的按钮,实现对家居工作状态的查询和控制。另外,主控芯片通过RS232接口与GSM模块进行连接,采用AT指令编程,用户可以通过手机短信访问家居现状并控制家居。在实验室环境下,对整体系统进行了性能测试。结果表明,系统达到了预期的设计目标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状及趋势
• 1.2.1 国外智能家居系统发展现状
• 1.2.2 国内智能家居系统发展现状及趋势
• 1.3 论文的主要研究内容
• 1.4 本章小结
• 第2章 监控系统总体设计方案
• 2.1 系统的总体方案
• 2.1.1 系统的体系结构
• 2.1.2 系统实现的功能
• 2.2 嵌入式系统
• 2.2.1 嵌入式系统的概念及特点
• 2.2.2 嵌入式开发平台的选择
• 2.3 远程监控模式的选择
• 2.3.1 远程监控模式简介及选择
• 2.3.2 以太网通信协议的选择
• 2.4 本章小结
• 第3章 系统硬件设计
• 3.1 系统硬件总体设计方案
• 3.2 处理器单元
• 3.2.1 DSP微处理器简介
• 3.2.2 TMS320F2812的特点
• 3.3 外围接口电路设计
• 3.3.1 家电控制模块的设计
• 3.3.2 防入侵报警模块的设计
• 3.3.3 有害气体报警模块的设计
• 3.3.4 温度测量模块的设计
• 3.3.5 以太网模块的设计
• 3.3.6 GSM短消息模块的设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 系统软件设计
• 4.1 测温模块软件设计
• 4.1.1 DS18B20的操作指令
• 4.1.2 DS18B20的程序设计
• 4.2 以太网接口程序设计
• 4.2.1 RTL8019AS复位
• 4.2.2 RTL8019AS初始化
• 4.2.3 RTL8019AS内部存储器结构
• 4.2.4 数据收发与动态内存存取
• 4.2.5 RTL8019AS发送数据
• 4.2.6 RTL8019AS接收数据
• 4.3 TCP/IP通讯程序设计
• 4.3.1 ARP协议介绍
• 4.3.2 IP协议介绍
• 4.3.3 TCP协议介绍
• 4.3.4 TCP协议连接的建立与终止
• 4.3.5 协议解析的软件实现
• 4.4 嵌入式WebServer远程监控系统设计
• 4.4.1 HTTP协议介绍
• 4.4.2 嵌入式WebServer的软件实现
• 4.5 GSM通信程序设计
• 4.5.1 AT指令简介
• 4.5.2 建立GSM连接的方法
• 4.5.3 GSM模块的数据发送
• 4.5.4 GSM模块的数据接收
• 4.6 本章小结
• 第5章 系统性能测试
• 5.1 以太网性能测试结果
• 5.1.1 RTL8019AS测试
• 5.1.2 TCP通信测试
• 5.1.3 嵌入式WebServer远程监控系统测试
• 5.2 GSM通信测试结果
• 5.2.1 GSM模块的通讯测试
• 5.2.2 GSM模块的短信发送测试
• 5.2.3 GSM模块的短信查收测试
• 5.3 硬件实物
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 附录A
• 附录B
• 参考文献
• 在读期间发表的学术论文及研究成果
• 致谢