基于NiosⅡ的智能家居远程监控系统的研究与设计

论文摘要

随着嵌入式技术和计算机网络的飞速发展,人们的生活水平不断提高,人们对家居环境的舒适、便捷及效率要求也越来越高。为了满足人们生活日益发展的需要,智能家居逐渐发展起来。智能家居控制系统是整个智能家居的核心,本文针对基于NiosⅡ的智能家居远程监控系统进行了研究和设计。本文首先介绍了智能家居的概念、国内外发展的发展现状以及未来发展的方向,分析了智能家居控制系统应具有的功能和性能。在此基础上,提出智能家居远程监控系统模型。其次介绍了本设计中所使用的主要技术,如SOPC技术、FPGA、NiosⅡ等。最后对智能家居远程监控系统进行总体设计及详细设计,并进行了实验测试。智能家居远程控制系统主要由家庭网关、家居内网以及远程监控三部分组成。家庭网关是整个设计的核心,负责连接不同的网络以及作为Web服务器;家居内网由以太网和无线网络以及以太网交换机组成。其中无线网络是采用ZigBee技术进行组网。远程监控采用的是B/S结构。这个系统设计分为硬件设计和软件设计。硬件设计是在QuartusⅡ软件环境下进行的,使用SOPC Builder工具完成NiosⅡ软核处理器系统的开发设计。软件设计是在NiosⅡIDE软件环境下进行的,包括对NiosⅡ软核处理器系统中模块驱动程序的编写、嵌入式操作系统系统μC/OS-Ⅱ的移植、配置以及LwIP的配置以及远程监控应用软件的开发。远程应用软件使用HTTP协议和CGI技术实现服务器和浏览器之间的互动通信,完成该监控系统的远程监控功能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1-1 智能家居简介
• 1-1-1 智能家居的概念
• 1-1-2 智能家居的起源和发展
• 1-1-3 智能家居的功能及提供的服务
• 1-2 智能家居的国内外研究现状
• 1-2-1 国内发展现状
• 1-2-2 国外发展现状
• 1-2-3 智能家居未来的发展方向
• 1-3 论文的主要研究内容
• 第二章 智能家居远程监控系统相关技术概述
• 2-1 SOPC系统
• 2-1-1 SOPC系统介绍
• 2-1-2 FPGA介绍
• 2-2 NiosⅡ处理器
• 2-2-1 NiosⅡ软核嵌入式处理器
• 2-2-2 Avalon 总线
• 2-2-3 NiosⅡ软核SOPC系统开发简介
• 2-2-4 ZigBee技术
• 2-3 本章小结
• 第三章 系统总体设计
• 3-1 功能分析
• 3-1-1 功能要求
• 3-1-2 性能要求
• 3-1-3 总体模型
• 3-2 家庭网关的总体设计
• 3-2-1 家庭网关硬件
• 3-2-2 家庭网关软件
• 3-3 家居内网的组件
• 3-4 远程监控系统
• 3-5 总体设计
• 3-6 本章小结
• 第四章 系统详细设计
• 4-1 家庭网关硬件的设计
• 4-1-1 外部电路设计
• 4-1-2 NiosⅡ处理器系统
• 4-2 家庭网关软件开发
• 4-2-1 驱动程序的编写
• 4-2-2 μC/OS-Ⅱ、LwIP的移植及配置
• 4-3 远程监控软件设计
• 4-3-1 软件的整体设计
• 4-3-2 Web服务器
• 4-3-3 CGI技术
• 4-4 应用测试
• 4-5 本章小结
• 第五章 总结和展望
• 5-1 总结
• 5-2 展望
• 参考文献
• 致谢