基于ARM9的嵌入式无线智能家庭网关的设计

论文摘要

智能家居被定义为利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术,将与家居生活有关的各种子系统,有机地结合在一起,通过统筹管理,让家居生活更加安全、舒适、有效。随着网络技术、通信技术的迅速发展,以及嵌入式技术的日渐完善,智能家居系统的开发已经成为研究的热点,而嵌入式系统具有体积小、功能强、可靠性高、成本低、实时性好等特点被广泛应用到智能家居的领域中,其中家庭网关的研究成为焦点之一。智能家居进入国内也有十年的历程了,但它发展速度缓慢,仍然处在起步阶段,因为很多厂家过度突出其档次高,功能多等特点大大提高了它的成本,以至于它成为了一种奢侈品,不能进入千家万户。而且国外的家居理念和国内有所不同,对智能化的需求也格格不入。本文结合分析现有家庭网关的功能和结构特点,提出一个基于ARM9平台的采用Zigbee技术实现无线传感器网络的家庭网关设计方案。论文的主要研究内容如下：(1)搭建家庭网关硬件开发平台,嵌入式Linux操作系统的移植和裁剪；(2)掌握Linux充上层应用和底层驱动的开发,编写Linux操作系统下的串口读写程序；(3)搭建嵌入式Web服务器,结合SQLite构建一个轻量级数据库来开发远程控制系统；(4)重点研究家庭内部组网技术,用具有TI的CC2430芯片的Zigbee模块来做无线传感器网络的硬件开发,最终实现用户远程Web访问智能家庭网关系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 嵌入式智能家庭概述
• 1.2 课题研究目的以及国内外发展现状
• 1.2.1 课题研究目的
• 1.2.2 国内外发展现状
• 1.3 研究主要内容以及论文结构安排
• 1.3.1 课题研究的主要内容
• 1.3.2 论文结构安排
• 第2章 系统总体设计方案
• 2.1 系统总体设计
• 2.2 系统硬件总体设计
• 2.3 系统软件总体设计
• 第3章 系统硬件平台的搭建
• 3.1 S3C2440A处理器模块
• 3.2 Zigbee无线通信模块设计
• 3.2.1 无线传感器网络概述
• 3.2.2 Zigbee CC2430芯片概述
• 3.3 本章小结
• 第4章 系统软件开发平台的构建
• 4.1 嵌入式Linux操作系统
• 4.2 Linux平台的搭建
• 4.2.1 Linux交叉编译环境的搭建
• 4.2.2 内核的编译和移植
• 4.3 Zigbee开发软件平台搭建
• 4.3.1 Zigbee无线传感器网络通信标准
• 4.3.2 Z-Stack软件架构
• 4.3.3 IAR EW8051集成开发环境
• 4.3.4 SmartRF Flash Programmer软件的介绍
• 4.3.5 Packet Sniffer软件的介绍
• 4.4 本章小结
• 第5章 家庭网关远程控制的软件设计
• 5.1 嵌入式Web服务器的实现
• 5.1.1 嵌入式BOA的移植和配置
• 5.1.2 嵌入式网络编程概述
• 5.1.3 CGI程序开发
• 5.2 嵌入式Linux系统下驱动程序的开发
• 5.2.1 嵌入式设备驱动开发介绍
• 5.2.2 网络设备驱动程序的设计
• 5.2.3 串口驱动程序的设计
• 5.3 嵌入式数据库SQLite
• 5.4 Zigbee串口温度测试
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历