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基于S3C2440的智能家居系统设计

作　者: 胡龙应
导　师: 马文烈
学　校: 江西农业大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 智能家居 S3C2440 蓝牙 嵌入式系统
分类号: TU855
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着计算机控制技术的发展和人们生活水平的提高,智能家居概念也引起越来越多的普通大众关注。经过几十年的发展,智能家居技术不再局限于家电设备的自动控制,已经能够提供自动调节、安全舒适的居住环境。本文将蓝牙技术和嵌入式技术相结合,采用三星的S3C2440A微处理器设计智能家居系统,将家电设备通过蓝牙无线传感器网络连接在一起,实现家电设备和家居环境集中管理,并能提供与外界的信息交流。一方面家电设备终端采集家居环境信息,然后将信息通过蓝牙无线网络发送到智能家居控制器；另一方面智能家居控制器还可以通过蓝牙无线网络对家电设备终端发布控制命令,从而实现对家电设备控制。本文的主要研究内容有：首先详细介绍智能家居系统的研究背景和意义,并分析了几种无线网络技术优缺点,确定本文采用蓝牙技术和嵌入式技术设计智能家居系统。其次详细介绍了嵌入式智能家居系统设计中涉及到的关键技术嵌入式系统和蓝牙规范。然后分析智能家居系统需要实现的主要功能和系统设计需要考虑的主要因素,设计智能家居系统的总体方案。然后设计了智能家居系统的硬件电路,其中控制器端采用ARM处理器,设备终端采用单片机,无线传输采用蓝牙模块进行设计。然后设计了智能家居的软件,控制器端软件采用嵌入式系统,设备终端采用循环扫描程序实现。然后采用Qt/Embeded软件设计智能家居系统的人机交互图形界面,使用户能够更直观的监控家居环境。最后是全文总结和展望。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 研究的背景和意义  7-8
    1.1.1 研究的背景  7
    1.1.2 研究的目的和意义  7-8
  1.2 国内外智能家居的研究现状  8-9
    1.2.1 国外智能家居研究现状  8
    1.2.2 国内智能家居研究现状  8-9
  1.3 无线网络技术的简介  9-11
    1.3.1 蓝牙技术  9-10
    1.3.2 红外无线传输技术  10
    1.3.3 IEEE 802.11无线局域网标准(Wi-Fi)  10
    1.3.4 ZiBee技术  10-11
  1.4 智能家居控制系统主要的设计方案简介  11
  1.5 本文主要研究内容  11
  1.6 本章小结  11-13
第二章 嵌入式系统和蓝牙规范  13-18
  2.1 嵌入式系统的概念  13
  2.2 嵌入式系统介绍  13-15
    2.2.1 嵌入式系统的组成  13
    2.2.2 嵌入式系统处理器  13-14
    2.2.3 嵌入式操作系统  14-15
    2.2.4 Bootloader 简介  15
  2.3 蓝牙规范  15-17
    2.3.1 蓝牙技术概述  15-16
    2.3.2 蓝牙规范  16-17
  2.4 本章小结  17-18
第三章 智能家居系统总体设计  18-24
  3.1 智能家居需要实现的主要功能  18
  3.2 设计智能家居系统时需要考虑的要素  18-19
  3.3 智能家居系统总体设计思路  19-23
    3.3.1 家居网络拓扑结构设计  19-21
    3.3.2 智能家居系统总体结构设计方案  21-23
  3.4 本章小结  23-24
第四章 智能家居系统的硬件设计  24-44
  4.1 智能家居控制器硬件设计  24-36
    4.1.1 ARM微处理器选型  24-25
    4.1.2 S3C2440A芯片简介  25-26
    4.1.3 蓝牙模块简介  26-28
    4.1.4 GPRS模块简介  28-29
    4.1.5 S3C2440A主要外围硬件电路设计  29-34
    4.1.6 蓝牙模块BLK-MD-BC04-B电路设计  34-35
    4.1.7 GPRS模块MC35i电路设计  35-36
  4.2 设备终端硬件设计  36-43
    4.2.1 处理器单元  36-39
    4.2.2 传感器单元  39-42
    4.2.3 控制单元  42-43
    4.2.4 无线通信单元  43
  4.3 本章小结  43-44
第五章 智能家居控制系统的软件设计  44-62
  5.1 构建嵌入式系统开发环境  44-45
  5.2 嵌入式Linux系统移植  45-48
    5.2.1 引导加载程序的移植  45-46
    5.2.2 linux内核移植  46-47
    5.2.3 编译Busybox  47-48
  5.3 嵌入式系统设备驱动程序  48-53
    5.3.1 蓝牙设备程序设计  48-53
    5.3.2 其他设备的驱动程序  53
  5.4 设备终端程序设计  53-61
    5.4.1 设备终端蓝牙模块程序设计  54-56
    5.4.2 传感器单元程序设计  56-61
    5.4.3 控制单元程序设计  61
  5.5 本章小结  61-62
第六章 人机交互界面设计  62-67
  6.1 嵌入式图形界面  62
  6.2 Qt/Embedded  62
  6.3 Qt图形界面系统的开发流程  62-63
  6.4 智能家居控制系统的人机交互界面的设计  63-66
  6.5 本章小结  66-67
第七章 全文总结与展望  67-69
  7.1 全文总结  67-68
  7.2 展望  68-69
参考文献  69-72
致谢  72-73
附录  73-76

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 房屋建筑设备 > 机电设备 > 建筑物的电气化、自动化装置
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