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基于ARM11的智能家居网关控制软件设计

作　者: 闫鹏鑫
导　师: 张万绪
学　校: 西北大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 智能家居 ARM11 Linux H.264 RTP/RTCP
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 21次
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内容摘要

随着社会和科技的飞速发展,人们的生活水平得到了提高,同时家用电子产品也得到了不断的改进。但是传统的家用电子产品相互独立单独控制,并没有形成有效的集中控制网络,使用很不方便。对于市场上成熟的智能家居系统,其成本和功耗普遍都比较高,很难进入普通家庭用户。因此设计一款低成本、低功耗、操作简单方便的智能化家居网关控制软件很有必要。本论文设计了一种基于ARM11的嵌入式智能家居网关控制软件,该软件将家电控制、安全监控、友好视频和图片分享功能集于一体,以满足用户对智能家居控制系统的个性化需求。该软件采用模块化设计思想,降低了各功能模块程序的耦合度,便于程序的实现、调试和维护。本文工作主要包括以下内容：(1)语音控制家电：利用MSP20语音识别平台,将系统采集的本地语音数据转化为文本信息,再对文本信息进行匹配分析,以确定用户语音指令的有效性。当用户指令有效时,通过ZigBee网络对家电发送控制指令。此外,本软件支持手持终端的接入,根据手持终端所发送的文本信息或控制指令作出相应的判断与处理,以实现家电的控制。(2)远程视频监控：本文移植BOA服务器作为Web服务器,构建B/S网络结构模式。首先利用H.264标准对USB摄像头采集到的监控视频压缩处理,然后采用RTP/RTCP协议把压缩后的视频流传输到远程客户端,客户端可通过Web浏览器直接观看。(3)图片和视频分享：首先从服务器获取视频或图片文件,然后采用S3C6410的硬件解码器对视频或图片文件进行解码处理,并通过VGA接口输出显示。实验结果表明,该网关软件对家电的语音控制准确度高,操作简单,其远程视频监控图像画面清晰流畅,视频和图片解码效果好,具有良好的分享功能,适合在智能家居系统中应用。该软件功能符合用户个性化需求,便于扩展和系统升级,同时其成本低,易于推广。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-8
第一章绪论  8-12
  1.1 课题研究的目的及意义  8
  1.2 智能家居系统的研究现状  8-10
    1.2.1 国外发展现状  8-9
    1.2.2 国内发展现状  9-10
  1.3 本文主要内容及结构安排  10-12
第二章智能家居系统网关控制软件总体方案设计  12-24
  2.1 智能家居系统网关总体功能  12-14
    2.1.1 网关软件需求分析  12
    2.1.2 网关总体功能  12-14
  2.2 智能家居网关软硬件平台  14-16
    2.2.1 网关硬件平台  15-16
    2.2.2 网关软件平台  16
  2.3 智能家居系统网关控制软件结构  16-17
  2.4 智能家居系统网关控制软件关键技术  17-23
    2.4.1 AC算法  17-20
    2.4.2 ZigBee无线通信技术  20-21
    2.4.3 H.264编码技术  21-22
    2.4.4 RTP/RTCP实时传输控制协议  22
    2.4.5 SSL安全协议  22-23
  2.5 本章小结  23-24
第三章智能家居系统网关控制软件开发环境构建  24-36
  3.1 嵌入式Linux交叉编译环境配置  24-25
  3.2 嵌入式Linux系统移植  25-29
    3.2.1 U-Boot移植  25-26
    3.2.2 Linux内核裁剪与移植  26-27
    3.2.3 嵌入式文件系统制作与移植  27-29
  3.3 BOA服务器的移植  29-30
  3.4 SQLite数据库的移植  30-31
  3.5 相关运行库的移植  31-33
    3.5.1 Boost库的交叉编译和移植  31-32
    3.5.2 Protobuf库的交叉编译和移植  32
    3.5.3 ODB库的交叉编译和移植  32-33
    3.5.4 Openssl库交叉编译和移植  33
  3.6 本章小结  33-36
第四章智能家居系统网关控制软件设计  36-54
  4.1 语音识别模块  36-38
    4.1.1 语音采集子模块  36-37
    4.1.2 语音识别子模块  37-38
  4.2 语义分析模块  38-41
  4.3 控制命令发送模块  41-42
  4.4 远程视频监控模块  42-49
    4.4.1 视频数据采集子模块  43-44
    4.4.2 视频数据压缩编码子模块  44-45
    4.4.3 视频数据网络传输子模块  45-49
    4.4.4 远程Web显示  49
  4.5 视频和图片信息分享模块  49-53
    4.5.1 视频信息处理模块  49-52
    4.5.2 图片信息处理模块  52-53
  4.6 本章小结  53-54
第五章软件测试及结果分析  54-64
  5.1 测试目的和方法  54
  5.2 软件模块测试  54-61
    5.2.1 语音识别模块功能测试  54-55
    5.2.2 语义分析模块功能测试  55
    5.2.3 语音控制功能测试  55-57
    5.2.4 手持终端控制功能测试  57
    5.2.5 远程视频监控功能测试  57-59
    5.2.6 视频分享功能测试  59-60
    5.2.7 图片分享功能测试  60-61
  5.3 测试结果分析  61
  5.4 本章小结  61-64
总结与展望  64-66
参考文献  66-70
致谢  70

基于ARM11的智能家居网关控制软件设计

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