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智能家居中嵌入式系统的应用

作　者: 明航
导　师: 李璋
学　校: 湖北大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 智能家居 Android 嵌入式Web服务器 ZigBee
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 29次
引　用: 0次
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内容摘要

随着物联网技术、嵌入式技术以及Internet技术的不断发展,智能家居市场越来越火爆。相应的,人们对智能家居系统的性能需求也在不断提升。针对以往市场上的基于单片机平台的嵌入式智能家居系统功能简单、性能不好、接口不足、不能远程控制等等缺陷,本论文设计了基于嵌入式Web服务器的智能家居系统。运用一个Cortex-A8架构的CPU (FS_S5PC100开发平台),一个基于Cortex-M0架构的MCU (LPC1111芯片)搭建硬件平台,并通过开发相关模块、移植BOA Web服务器等,解决基于单片机的智能家居系统的接口紧缺以及不能远程控制等问题。该智能家居系统实现了以下功能：如湿度检测、温度控制、家电控制、多媒体控制等,同时能够实现用户对住宅情况的远程监查、远程控制。最后,本人在搭建的测试平台中对设计的智能家居控制系统进行了测试。测试结果表明,该系统性能稳定,实时性强,结构高效,能够广泛应用于除智能家居领域之外的工控、传感技术、物联网等领域。同时该系统易于二次开发、升级以及移植,具备良好的市场潜力,整个课题取得了预计的效果。本论文设计的智能家居系统：硬件平台选择的是ARM架构的开发板；操作系统选择的是Android;并在Android操作系统中开发了各种功能模块,如温湿度采集模块、Zigbee通信模块、移植了BOA嵌入式Web服务器等；最后,通过Web服务器模块的开发,实现了远程终端(PC浏览器、手机浏览器)的远程访问与控制。本论文的结构如下：第一章,本文详细介绍了智能家居系统的研究背景以及意义；第二章,详细介绍了该智能家居系统中涉及到的相关技术如Android、Zigbee无线技术、嵌入式Web服务器技术；第三章,介绍了智能家居系统的硬件平台、使用到的传感器以及外接电器；第四章,介绍了智能家居系统的软件整体框架；第五章,介绍了智能家居系统中相关功能模块以及接口的实现方式；第六章,测试智能家居系统以及开发过程中存在的问题；第七章,对智能家居系统的总结以及展望。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-15
  1.1 本课题的研究背景以及意义  11-12
  1.2 智能家居在国内外研究现状  12-13
    1.2.1 国外智能家居的研究动态  12
    1.2.2 国内智能家居的研究动态  12-13
  1.3 智能家居的发展方向  13-14
  1.4 本文的主要工作和安排  14-15
第二章 ANDROID、ZIGBEE技术、WEB服务器简介  15-22
  2.1 Android简介以及系统架构  15-17
    2.1.1 Android系统的特点  15-16
    2.1.2 Android系统架构  16-17
    2.1.3 Android集成开发环境搭建  17
  2.2 ZigBee无线技术简介及应用  17-19
    2.2.1 ZigBee技术概述  17-18
    2.2.2 ZigBee技术体系  18-19
  2.3 Web服务器技术简介  19-21
    2.3.1 智能家居控制使用Web服务器的意义  19-20
    2.3.2 嵌入式Web服务器实现原理  20
    2.3.3 TCP/IP协议介绍  20
    2.3.4 Web服务器的选择  20-21
    2.3.5 嵌入式Web服务器BOA的工作过程  21
  2.4 本章总结  21-22
第三章智能家居控制系统的硬件选型  22-27
  3.1 硬件平台  22-25
    3.1.1 FS_S5PC100开发平台  22-23
    3.1.2 LPC1111芯片  23-25
  3.2 片外设备设计  25-26
    3.2.1 LED部分设计  25
    3.2.2 Senser部分设计  25-26
  3.3 本章内容总结  26-27
第四章智能家居控制系统的软件框架  27-30
  4.1 系统设计  27-28
  4.2 系统描述  28
  4.3 项目功能描述  28-29
  4.4 本章小结  29-30
第五章具体功能模块的实现  30-47
  5.1 数据中心总体设计  30-31
    5.1.1 流程图  30
    5.1.2 涉及的函数分析  30-31
  5.2 前端部分总体设计  31-36
    5.2.1 Cortex-A8 Android应用层设计与实现方式  31-34
    5.2.3 UI类详细描述  34-35
    5.2.4 数据库详细描述  35-36
  5.3 数据传递架构模块设计与实现方式  36-37
    5.3.1 各层详细实现方式  36-37
  5.4 传输协议设计  37-39
    5.4.1 与Cortex-A8数据传输格式  37-39
    5.4.2 与Cortex-M0数据传输格式  39
  5.5 终端部分(CORTEX-M0)总体设计  39-46
    5.5.1 终端工作流程  40-41
    5.5.2 湿度传感器模块设计  41-46
  5.6 本章总结  46-47
第六章系统功能测试  47-53
  6.1 性能测试  47-52
  6.2 本章小结  52-53
第七章总结  53-55
  7.1 项目总结  53
  7.2 出现的问题  53-54
  7.3 展望  54-55
参考文献  55-56
致谢  56

智能家居中嵌入式系统的应用

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