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基于嵌入式Web服务器和ZigBee的智能家居系统的研究与设计

作　者: 李乐
导　师: 王太宏; 蒋爱国
学　校: 湖南大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 智能家居嵌入式网关 ARM9 ZigBee CGI
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 172次
引　用: 2次
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内容摘要

信息化是当今世界经济社会发展的大趋势，随着数字信息技术和网络技术的高速发展，以及人们物质生活水平的不断提高，人们不断的对居住环境提出更高的要求，越来越注重家庭生活中每个成员的舒适、便利与安全，可以说信息化社会正在逐步改变人们的生活方式与工作习惯，同时也对传统的住宅提出了挑战，智能家居便应运而生了。本文将ARM技术与ZigBee技术相结合，以ARM9微处理器为中心建立家庭网关硬件平台，对外通过Internet接入局域网络，对内通过RS232串口与ZigBee家庭无线温湿度传感网络中的协调器通信，网关中的服务器保存协调器上传的温湿度环境信息供用户通过网页进行查询。内部组网技术是智能家居网络的重要环节，ZigBee技术能很好满足智能家居内部组网的要求。利用JN5139微控制器组建智能家居ZigBee内部网络。根据部署在不同房间中的终端节点与协调器所组成的智能家居网络的特点，构建了低复杂度的ZigBee星型网络。用户通过远端PC的Web浏览器登录智能家居监控系统，利用Internet访问家庭内部的嵌入式网关，嵌入式网关中的服务器会根据用户的需求控制家庭内部的各种电器设备并显示设备工作状态，用户可通过Web浏览器远程访问USB摄像头实时监视家庭情况，在自行设计的网页上查看家庭内部的温湿度环境信息并设置反馈调节的上下限值，这样用户可以了解不同房间的温湿度环境信息，通过反馈调节机制动态地自动控制除湿器和空调的开关，满足人们对居住环境舒适性的要求。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
插图索引  9-11
第1章绪论  11-15
  1.1 课题研究的背景  11-12
  1.2 智能家居国内外发展现状  12-13
  1.3 课题研究的目的和意义  13-14
  1.4 本文研究的主要内容  14
  1.5 本章小结  14-15
第2章智能家居系统的总体设计  15-26
  2.1 智能家居系统的总体设计方案  15-16
  2.2 嵌入式家庭网关的硬件选型  16-21
    2.2.1 嵌入式处理器简介  16-17
    2.2.2 S3C2440 处理器  17
    2.2.3 mini2440 开发板接口与资源  17-19
    2.2.4 嵌入式操作系统 Linux 介绍  19-21
  2.3 ZigBee 无线网络硬件平台选型  21-23
    2.3.1 JN5139-Z01-M02 模块简介  21
    2.3.2 JN5139 传感器板简介  21-22
    2.3.3 JN5139 传感器板接口和资源  22-23
  2.4 ZigBee 无线网络软件开发平台  23-25
    2.4.1 Codeblocks 开发平台  23
    2.4.2 ZigBee 协议栈组件  23-24
    2.4.3 Flash programmer1.5.9 下载工具  24-25
  2.5 智能家居系统整体硬件电路  25
  2.6 本章小结  25-26
第3章嵌入式家庭网关的构建  26-33
  3.1 系统开发平台的搭建  26-32
    3.1.1 Linux 交叉编译环境的建立  26
    3.1.2 Linux 内核的编译和移植  26-28
    3.1.3 yaffs 目标板根文件系统映像的制作  28-29
    3.1.4 bootloader 的选择和使用  29-30
    3.1.5 嵌入式 Web 服务器 boa 的移植  30-31
    3.1.6 mjpeg-stream 软件移植和使用  31-32
  3.2 本章小结  32-33
第4章 ZigBee 无线网络  33-50
  4.1 ZigBee 技术概述  33-39
    4.1.1 ZigBee 技术基础概念概述  33-34
    4.1.2 ZigBee 技术的特点和应用  34-35
    4.1.3 ZigBee 的节点类型  35-36
    4.1.4 ZigBee 网络拓扑结构  36-39
  4.2 ZigBee 协议  39-49
    4.2.1 ZigBee 协议的起源  39-40
    4.2.2 ZigBee 协议栈结构简介  40-42
    4.2.3 ZigBee 协议栈的开发接口 API  42-45
    4.2.4 基于 ZigBee 协议栈的应用框架接口函数  45-48
    4.2.5 ZigBee Device Profile（ZDP）的开发接口  48-49
  4.3 本章小结  49-50
第5章智能家居系统的设计与实现  50-71
  5.1 智能家居系统的网页设计  50-52
    5.1.1 网页设计的平台与语言  50-51
    5.1.2 智能家居系统的网页  51-52
  5.2 通过网页控制网络家电的设计  52-55
  5.3 通过 Web 浏览器远程访问 USB 摄像头的实现  55
  5.4 ZigBee 无线网络的实现  55-66
    5.4.1 ZigBee 无线网络终端节点设计  56-60
    5.4.2 ZigBee 无线网络协调器设计  60-64
    5.4.3 系统测试与实验结果分析  64-66
  5.5 通过 Web 浏览器监控家庭温湿度环境参数的设计  66-70
  5.6 本章小结  70-71
总结与展望  71-73
参考文献  73-76
致谢  76

基于嵌入式Web服务器和ZigBee的智能家居系统的研究与设计

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