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嵌入式智能家居远程控制系统的设计与实现

作　者: 李秀晴
导　师: 李洪亮
学　校: 曲阜师范大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: S3C6410 Linux BOA CGI 网络监控设备驱动继电器
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着网络通信技术与信息技术在普通家庭生活中的迅猛发展，计算机和消费电子以及通讯一体化的趋势日趋明显。21世纪的现代智能家居以其安全性高、方便、高效快捷和智能化的特点成为现代家庭的新时尚。而基于嵌入式系统的智能家居系统在国内才刚刚出现，随着嵌入式技术更加广泛的应用以及嵌入式硬件成本的逐渐降低，中国的智能家居最终将朝着嵌入式的方向发展[1]。本文在分析国内外智能家居发展现状的基础上，根据智能家居远程监控系统的要求[2]，提出了一种通过Internet进行实时监控的方案。方案要求视频、家电信息、以及室内温度的实时传输。本系统以S3C6410芯片和嵌入式Linux系统为平台，在平台中搭建网络服务器，并以它为中介，负责将USB摄像头采集到得视频数据、通过GPIO获取家状态信息以及温度传感器采集的温度等传输到网络服务器中，最后发送到申请监控的远程PC机中，远程PC只需在网页中便能实时的看到监控端的视频图像以及家电运行状况。主要工作如下：1、本文首先调查研究了国内外智能家居系统的现状以及发展趋势，在此基础上设计了嵌入式智能家居网络监控系统框架[2]。系统采用S3C6410处理器和Linux操作系统，其功耗较低，处理能力较强，控制及实现简单以及价格低廉等优点。2、搭建嵌入式开发环境和嵌入式Linux系统，包括bootloader的移植，Linux内核的裁减和移植，文件系统的制作。3、本系统选用USB摄像头来采集视频，采用开源软件mjpeg-streamer对视频进行采集并通过socket传输到网络，在ARM+Linux平台上移植了Web服务器，简要介绍并设计了CGI程序实现通过网络进行远程监控，最终实现了对温度传感器、窗帘以及电灯等设备的远程控制。实验结果表明本文设计的系统实现了智能家居远程控制的基本功能，嵌入式的智能家居远程监控系统在体积、功耗、性能以及扩展性上有独特的优势，具有广阔的发展空间[2]。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-12
  1.1 课题的研究背景  8-9
  1.2 智能家居控制系统的发展现状  9-10
    1.2.1 国外智能家居控制系统的发展与现状  9
    1.2.2 国内智能家居控制系统的发展与现状  9-10
  1.3 课题的实际意义  10
  1.4 本课题研究的主要内容  10-12
第二章系统的总体设计  12-19
  2.1 智能家居控制系统设计的基本原则  12
  2.2 系统总体设计  12-13
  2.3 系统主要的硬件介绍  13-18
  2.4 嵌入式软件系统介绍  18-19
第三章嵌入式系统搭建  19-28
  3.1 嵌入式开发环境搭建  19-20
    3.1.1 安装交叉编译工具链  19
    3.1.2 NFS服务器配置  19-20
  3.2 嵌入式系统软件层次  20-28
    3.2.1 Bootloader的移植  20-21
    3.2.2 嵌入式linux内核移植  21-23
    3.2.3 根文件系统移植  23-28
第四章系统实现  28-40
  4.1 GPIO与继电器驱动模块实现  28-30
    4.1.1 控制管脚电平输出  28-29
    4.1.2 继电器驱动电路  29-30
  4.2 数字温度采集模块实现  30-31
  4.3 视频模块实现  31-34
    4.3.1 摄像头驱动实现  31-33
    4.3.2 USB视频采集实现  33-34
  4.4 嵌入式WEB服务器搭建  34-38
    4.4.1 BOA介绍与移植  34-36
    4.4.2 CGI技术介绍与程序设计  36-38
  4.5 系统整体测试及结果  38-40
第五章总结与展望  40-41
  5.1 工作总结  40
  5.2 进一步展望  40-41
参考文献  41-43
致谢  43

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