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基于物联网环境的智能家居系统的研究与实现

作　者: 金逸超
导　师: 王汝传
学　校: 南京邮电大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 物联网智能家居无线传感器网络移动代理虚拟现实
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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引　用: 3次
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内容摘要

物联网作为一种新兴技术,它的发展得到了越来越多的关注。物联网就是将所有物品通过射频识别、无线传感器网络等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。在物联网环境下人们能够使用任意设备、通过任意网络、在任意时间都可以获得一定质量的服务。它使得不仅个人电脑,而且其它小巧的智能设备也可以连接到网络中,从而方便人们即时地获得信息并采取行动。另一方面,家居环境作为日常生活中必不可少的典型场景,在此环境下实现物联网技术具有很好的示范性。因此研究与实现新型的基于物联网技术的智能家居系统具有重要的科技、经济和社会意义以及相关产业带动作用。本文在充分研究国内外关于物联网技术及现有的智能家居系统的前提下,分析现有技术的优势和不足,并构建了一个功能完整、完善的智能家居系统。文章首先介绍了物联网结构及其关键技术与典型应用,并引出当前物联网研究存在的智能空间方案设计、Agent与智能技术、新型人机交互技术、物联网新型应用等热点问题。接着,本文针对这些典型研究热点,逐一依次详细描述了物联网环境下的智能家居场景设计、无线通信协议选型、无线传感器网络软硬件模块设计、拓扑结构设计、移动代理框架构架与设计、智能算法融合与实现、智能多空间架构设计与场景实现、虚拟现实技术融合、物联网环境下智能电表新应用设计与实现等核心问题。最后本文对所研究的物联网环境下的智能家居系统场景做出总结与展望,并提出进一步的工作计划。

全文目录

中文摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章引言  9-12
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 课题来源及本人工作  10
  1.3 本文组织  10-12
第二章物联网与智能家居概述  12-21
  2.1 物联网概述  12-17
    2.1.1 物联网结构  12-13
    2.1.2 物联网核心组成  13-16
    2.1.3 物联网典型应用  16-17
  2.2 相关研究  17-20
    2.2.1 智能空间方案  17
    2.2.2 智能Agent技术  17-18
    2.2.3 人机交互技术  18-19
    2.2.4 物联网在节能减排中的应用  19-20
  2.3 本章小结  20-21
第三章物联网环境下的智能家居场景设计  21-53
  3.1 面向物联网环境的开发平台  21-44
    3.1.1 无线传输协议选型  21-24
    3.1.2 无线传感器网络硬件节点选型  24-31
    3.1.3 基于ZigBee的数据收发设计  31-37
    3.1.4 软件开发及调试环境  37-40
    3.1.5 面向智能家居的无线传感器网络设计  40-44
  3.2 智能家居原型场景设计  44-52
    3.2.1 拓扑结构选型  44-47
    3.2.2 智能家居场景实现  47-48
    3.2.3 典型传感数据获取  48-49
    3.2.4 节点能耗控制  49-52
  3.3 本章小结  52-53
第四章移动代理与智能算法在智能家居中的应用  53-76
  4.1 基于Agent的智能家居系统架构  53-61
    4.1.1 系统框架  53-54
    4.1.2 移动代理设计  54-55
    4.1.3 面向移动代理的中间件设计  55-56
    4.1.4 智能计算模块设计  56-58
    4.1.5 遗传模糊神经网络设计  58-61
  4.2 智能家居实验设计与结果分析  61-69
    4.2.1 硬件设备  61-62
    4.2.2 用户终端  62
    4.2.3 Agent代理设置  62-64
    4.2.4 基于遗传模糊神经网络的学习算法  64-65
    4.2.5 实验场景  65-66
    4.2.6 实验结果分析  66-69
  4.3 智能多空间系统架构  69-71
  4.4 智能多空间实验设计与结果分析  71-75
    4.4.1 实验场景设计  71-73
    4.4.2 实验结果分析  73-75
  4.5 本章小结  75-76
第五章虚拟现实在智能家居中的应用  76-82
  5.1 面向智能家居的虚拟现实体系结构  76-77
  5.2 面向智能家居的虚拟现实系统软硬件设计  77-79
    5.2.1 硬件部署  77-78
    5.2.2 软件设计  78-79
  5.3 虚拟现实原型系统实现  79-81
  5.4 本章小结  81-82
第六章基于物联网的智能电表在智能家居中的应用  82-101
  6.1 面向物联网的智能电表系统体系架构  82-84
  6.2 面向物联网的智能电表系统软硬件实现  84-96
    6.2.1 电源供应子系统设计  84-85
    6.2.2 电能传感子系统设计  85-87
    6.2.3 电器控制子系统设计  87
    6.2.4 存储子系统设计  87-88
    6.2.5 无线通信子系统设计  88-90
    6.2.6 家庭网关子系统设计  90-92
    6.2.7 数据分析子系统设计  92-95
    6.2.8 终端应用子系统设计  95-96
  6.3 智能电表实验测试与结果分析  96-100
    6.3.1 电源供应子系统测试  97
    6.3.2 无线通信子系统测试  97-98
    6.3.3 电能传感子系统测试  98-99
    6.3.4 实际节电效果测试  99-100
  6.4 本章小结  100-101
第七章总结与展望  101-103
  7.1 总结  101
  7.2 展望  101-103
致谢  103-104
攻读硕士学位期间的学术论文  104-105
攻读硕士学位期间参加的科研项目  105
攻读硕士学位期间获得的专利申请  105
攻读硕士学位期间获得的软件著作权  105-106
缩略词  106-108
图表清单  108-112
参考文献  112-116

基于物联网环境的智能家居系统的研究与实现

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