嵌入式智能家居通信模型和协议的研究与应用

论文题目: 嵌入式智能家居通信模型和协议的研究与应用

论文类型: 硕士论文

论文专业: 计算机应用技术

作者: 罗嵘

导师: 汤荣江

关键词: 智能家居,电力线通信,现场总线技术,嵌入式

文献来源: 广东工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着计算机技术的广泛应用和现代化信息社会与电力线通信技术的发展,智能家居技术越来越成熟,但目前智能化家居在普及的过程中,还存在着统一接口、统一协议等方面的问题。由于这些问题严重制约了家居网络的发展和普及,本文在研究分析了几种对家庭网络影响最大,最具竞争力标准之后,提出基于家居通信协议的网络参考模型。 本文通过研究现有的现场总线技术、嵌入式Internet技术、计算机网络技术和电力线数据通信技术,将基于TCP/IP协议的计算机网络结构与基于电力线通信的总线结构通过串口通信技术有机地结合起来,构建家庭网络硬件系统。本系统结构简单合理,可靠性和稳定性高,使用方便,并且经济,便于家居网络以后功能扩展,有利于家居网络的普及和发展。通过研究现有家庭网络协议,设计适合本系统运行的家居网络协议,并结合实验室现有的硬件设备资源,完成家电网络软件和硬件的调试,实现局域网内对家电的实时监控。 本文从硬件和软件两方面来阐述家电组网监控方案,结构安排如下:第一章引出课题的研究背景,描述了其应用领域,并分析了本课题的技术核心嵌入式Internet技术和电力线通信技术及其现状。第二章分析现有的智能家居总线技术,并进行对比。第三章详细介绍本实现方案的硬件平台,采用技术成熟的串行通信方式进行家电与智能芯片之间的数据交互,为家庭网络功能扩展提供了无缝接口。第四章结合实验室现有的实验条件,参考计算机网络技术和现有的家居总线技术设计本系统的软件通信协议和家庭网络系统软件并加以实现。第五章论述家居监控软件实现通信过程以及举例说明设计步骤。

论文目录:

摘要

abstract

目录

Contents

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 家电上网研究的意义

1.1.2 课题来源

1.2 研究现状

1.2.1 嵌入式Internet技术发展现状

1.2.2 电力线通信技术发展现状

1.3 课题研究内容和目标

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究目标

第二章 智能家居网络技术

2.1 家庭网络标准化意义

2.2 现代家居网络系统的问题

2.3 现场总线技术

2.3.1 现场总线的技术特点

2.3.2 现场总线的优点

2.4 几种重要的现场总线

2.4.1 Lonworks总线

2.4.2 CEBus总线

2.4.3 现场总线基金会(FF)

2.4.4 CAN总线

2.5 总线的比较与分析

第三章 家电网络系统设计

3.1 家庭网络的总体架构

3.2 硬件平台介绍

3.2.1 嵌入式网关内部结构

3.2.2 SC1128芯片

3.2.3 MAX232

3.2.4 嵌入式网络单片机IESX-52集成开发系统

3.3 电力线通信接口

3.3.1 SC1128通信接口

3.3.2 系统通信与控制部分

第四章 系统软件设计与实现

4.1 软件监控系统总体设计

4.1.1 网关监控系统主控模块设计

4.1.2 家电之间的通信协议

4.1.3 家电操作指令设计

4.2 嵌入式TCP／IP协议栈网络接口实现

4.2.1 TCP／IP协议栈

4.2.2 SX-Stack网络协议栈的实现

4.3 电力线接口通信模块

4.3.1 SC1128的初始化

4.3.2 SC1128数据发送

4.3.3 SC1128数据接收

4.4 家居网络通信特点

第五章 系统实现功能及效果

5.1 串口测试

5.1.1 系统实现设计

5.1.2 数据传输模块设计

5.1.3 家电控制模块

5.2 嵌入式Web测试

5.2.1 配置PC机

5.2.2 向IESX-52集成开发系统更新网页

5.3 家居网络信息家电控制举例

5.3.1 网络空调监控系统

5.3.2 系统的设计与实现

5.4 功能扩展

结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文

独创性声明

致谢

发布时间: 2005-07-27

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