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智能家居系统的研究与设计

作　者: 王艳丽
导　师: 杨顺
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 智能家居 嵌入式微控制器 ICSP 以太网
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 84次
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内容摘要


随着现代住宅逐渐走向智能化的发展趋势,智能家居技术已成为近几年研究的热点问题。本论文目的在于研究智能家居系统组成及其关键技术,重点解决基于8位单片机的以太网远程通信技术和室内无线通信技术,设计一个具有嵌入式Internet接入功能的智能家居主服务器系统,从而实现一套低成本、低功耗、高效率、小型化的智能家居系统解决方案。论文在总结和分析智能家居系统的功能特点和发展趋势的基础上,指出了将其向嵌入式、无线化、网络化和价格低廉化方向改进的必要性;通过智能家居系统总体功能方案的设计,给出了智能家居系统的组成框图,并根据系统的总体组成和性能要求,进行了硬件及软件设计。选用Microchip公司最新推出的高性能8位单片机PIC18F97J60作为整个系统的核心控制器,并辅助设计外围的以太网接口电路、测控设备电路等来搭建家居服务器系统硬件电路。还设计了室内无线传输电路和采集控制终端电路,用编解码芯片及无线高频收发电路来实现数据的双向传输。软件设计方面将精简的TCP/IP协议在8位单片机上实现,并通过编写应用程序和采集控制终端程序完成数据的远程无线双向数据传输。最后对系统进行整体调试,并以网页的形式呈现出一个基本的测试效果。测试结果表明,本文提出的解决方案具有可行性,基本达到了预期的设计目标,验证了设计思路的正确性,具有一定的现实意义。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-15
  1.1 智能家居概述  10
  1.2 智能家居国内外发展现状  10-11
  1.3 智能家居发展趋势及特点分析  11-13
  1.4 课题研究的目的及意义  13
  1.5 论文组织结构  13-15
2 系统总体设计及技术选择方案  15-21
  2.1 总体设计方案  15-16
  2.2 核心处理单元  16-19
  2.3 远程通信技术  19-20
  2.4 室内通信技术  20-21
3 家居服务器系统硬件设计  21-38
  3.1 硬件电路结构框图  21
  3.2 核心微控制器  21-28
    3.2.1 功能特性  22-24
    3.2.2 振荡器配置  24-25
    3.2.3 I/O 端口  25-27
    3.2.4 内置以太网控制器  27-28
  3.3 最小系统电路  28-30
  3.4 ICSP 接口电路  30-31
  3.5 外部存储器电路  31-32
  3.6 网络接口电路  32-34
  3.7 串口电路  34-35
  3.8 测控设备电路  35-36
  3.9 电源电路  36-38
4 室内无线传输及采集控制终端电路设计  38-45
  4.1 无线传输电路设计  38-43
    4.1.1 电路结构设计框图  38-39
    4.1.2 无线传输电路  39-43
  4.2 采集控制终端电路设计  43-45
5 系统软件设计  45-64
  5.1 软件开发平台  45-46
  5.2 精简TCP/IP 协议  46-53
    5.2.1 TCP/IP 协议  47-48
    5.2.2 精简TCP/IP 协议架构  48-49
    5.2.3 协同式多任务处理  49-50
    5.2.4 精简协议的实现  50-53
  5.3 应用程序的设计实现  53-57
    5.3.1 主程序设计流程  53-54
    5.3.2 远程控制数据传输  54-56
    5.3.3 远程监测数据传输  56-57
  5.4 采集控制终端程序设计  57-59
  5.5 上位机页面的实现  59-64
    5.5.1 HTTP 服务器和MPFS 文件系统  60-61
    5.5.2 WEB 网页设计  61-62
    5.5.3 网页的生成  62-64
6 安装调试及实验测试  64-72
  6.1 硬件电路调试  64-69
    6.1.1 PCB 制板  64-67
    6.1.2 主服务器硬件整合及调试  67-69
    6.1.3 无线收发电路调试  69
  6.2 网络连通及软件应用测试  69-72
结论  72-74
参考文献  74-76
附录A 系统硬件原理图  76-77
作者简历  77-78
学位论文数据集  78

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
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