本文關(guān)鍵詞：基于Android終端和FPGA控制的智能家居系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科技不斷進(jìn)步,智能手機(jī)普及率不斷提高和國家信息化不斷加快,徹底改變了人們的生活習(xí)慣和品質(zhì)。人們對于家的概念不斷更新,已不再是一個(gè)單單滿足于住的舒適的住所,人們對家居的更多的要求是一個(gè)安全、方便、舒適、可控制的智能家居環(huán)境。智能家居也向智能化,無線和智能手機(jī)控制方向發(fā)展,居住在滿足要求的智能家居環(huán)境中成為人們生活幸福與否的關(guān)鍵。在這樣的新背景下,本文研究了基于Android終端和FPGA控制的智能家居系統(tǒng)。該系統(tǒng)以WIFI通信技術(shù)組成無線通信網(wǎng)絡(luò),滿足無線網(wǎng)絡(luò)控制要求。以Android智能手機(jī)作為控制終端,滿足智能手機(jī)控制要求。以FPGA作為硬件控制中心,滿足把家電和傳感器設(shè)備整合到一起,并對這些設(shè)備進(jìn)行集中,有效的控制要求。最終組成了一套完整的智能家居系統(tǒng)。本文給出了該智能家居系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法,在分析了系統(tǒng)的功能需求后,詳細(xì)描述了由智能手機(jī),WIFI通信方式和FPGA的組成的智能家居系統(tǒng)的背景、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、總體設(shè)計(jì)方案、FPGA設(shè)計(jì)、Android軟件設(shè)計(jì)和實(shí)際測試等內(nèi)容。具體實(shí)現(xiàn)了手機(jī)遠(yuǎn)程和無線控制LED燈光功能(開關(guān),調(diào)光和恒定照度控制功能),研究了PWM占空比調(diào)光,自尋最優(yōu)增量式PID算法在恒定照度上的應(yīng)用,能夠快速,精確,穩(wěn)定的達(dá)到用戶設(shè)定的照度值。家電控制功能主要是對于具有紅外控制功能的家電(電視,空調(diào)和熱水器)進(jìn)行控制。溫度控制功能是對室內(nèi)溫度實(shí)時(shí)采集,手機(jī)顯示溫度值,同時(shí)傳送給FPGA與用戶溫度設(shè)定值比較,從而控制空調(diào)相應(yīng)動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)溫度智能恒溫控制。窗簾控制功能是通過手機(jī)控制電機(jī)來開關(guān)窗簾。安防報(bào)警功能是通過熱釋電紅外探測模塊監(jiān)測門窗是否有人經(jīng)過,如果有人經(jīng)過蜂鳴器模擬報(bào)警聲報(bào)警并將報(bào)警信息通過網(wǎng)絡(luò)傳給用戶手機(jī)中。這些功能為智能家居系統(tǒng)用戶提供豐富的功能體驗(yàn)。本系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)的過程中,Android APP開發(fā)使用了Goggle公司的Android Studio集成開發(fā)環(huán)境,利用Java語言編程。FPGA開發(fā)使用了Quartus II集成開發(fā)環(huán)境,以及Modelsim仿真工具進(jìn)行前仿真,利用VHDL硬件描述語言編程,最終的運(yùn)行、驗(yàn)證平臺(tái)選擇了Altera公司的集成開發(fā)板。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,正確,而且具有極強(qiáng)的兼容性,造價(jià)低和推廣價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn),手機(jī)APP操作簡單方便,設(shè)計(jì)結(jié)果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：智能家居 FPGA Android WIFI
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU855;TN791
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 課題研究背景和意義9-10
• 1.2 智能家居國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 智能家居存在的難點(diǎn)和問題13-14
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容14-15
• 1.5 論文的總體結(jié)構(gòu)15-16
• 2 智能家居系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案及關(guān)鍵技術(shù)16-32
• 2.1 系統(tǒng)功能需求16-17
• 2.2 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)17-21
• 2.2.1 WIFI通信技術(shù)17-18
• 2.2.2 RS-232串口通信技術(shù)18-19
• 2.2.3 互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)19-20
• 2.2.4 紅外通信技術(shù)20-21
• 2.3 自尋最優(yōu)數(shù)字PID控制21-25
• 2.3.1 PID控制原理21-22
• 2.3.2 數(shù)字增量式PID控制器22-24
• 2.3.3 自尋最優(yōu)PID參數(shù)整定24-25
• 2.4 總體框架設(shè)計(jì)25-30
• 2.4.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25-26
• 2.4.2 硬件選擇26-30
• 2.5 本章小結(jié)30-32
• 3 FPGA軟件設(shè)計(jì)32-46
• 3.1 Quartus Ⅱ集成開發(fā)環(huán)境32-36
• 3.1.1 設(shè)計(jì)流程32-33
• 3.1.2 硬件描述語言33
• 3.1.3 Modelsim仿真33-36
• 3.2 分頻模塊設(shè)計(jì)36-37
• 3.3 串口通信模塊設(shè)計(jì)37-38
• 3.4 功能模塊設(shè)計(jì)38-44
• 3.4.1 開關(guān)控制模塊設(shè)計(jì)38
• 3.4.2 調(diào)光控制模塊設(shè)計(jì)38-41
• 3.4.3 溫度模塊設(shè)計(jì)41-42
• 3.4.4 家電控制模塊設(shè)計(jì)42-43
• 3.4.5 報(bào)警和窗簾控制模塊設(shè)計(jì)43-44
• 3.5 主程序設(shè)計(jì)44-45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 4 Android軟件設(shè)計(jì)46-55
• 4.1 Android操作系統(tǒng)46
• 4.2 Android Studio集成開發(fā)環(huán)境46-48
• 4.2.1 開發(fā)搭建47
• 4.2.2 開發(fā)流程47-48
• 4.3 界面設(shè)計(jì)48-51
• 4.4 APP功能實(shí)現(xiàn)51-54
• 4.4.1 Button點(diǎn)擊事件51-52
• 4.4.2 Socket通信52-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 5 系統(tǒng)測試55-61
• 5.1 手機(jī)客戶端測試55-56
• 5.1.1 App功能測試55
• 5.1.2 手機(jī)與WIFI通信測試55-56
• 5.2 FPGA測試56-59
• 5.2.1 FPGA測試56-58
• 5.2.2 FPGA與WIFI通信測試58-59
• 5.3 系統(tǒng)聯(lián)合測試59-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-65
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果65

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋林;周媛;曾玉姍;;基于云計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];電子設(shè)計(jì)工程;2015年24期

2 彭紅娟;郭穎娜;程為彬;;基于PL3106的路燈電子鎮(zhèn)流器調(diào)光設(shè)計(jì)[J];電氣應(yīng)用;2015年10期

3 童江松;李仁旺;錢小燕;;基于ARM的智能家居紅外控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào);2015年01期

4 文軍;張思峰;李濤柱;;移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢綜述[J];通信技術(shù);2014年09期

5 王彩鳳;李衛(wèi)兵;卞麗;;VHDL語言在電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù);2014年04期

6 畢海霞;魏志強(qiáng);薛廣然;貫林林;;基于WiFi的自組織網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議算法研究[J];火控雷達(dá)技術(shù);2014年02期

7 董立巖;隋鵬;辛?xí)匀A;田耕;;基于Android的智能家居終端控制系統(tǒng)[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2014年03期

8 李雪梅;周思敏;;基于FPGA的數(shù)字分頻器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];北京電子科技學(xué)院學(xué)報(bào);2013年04期

9 劉光祖;張強(qiáng);仲雅莉;;基于RapidIO協(xié)議的光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];電訊技術(shù);2013年07期

10 張桂青;鹿曼;汪明;李成棟;彭偉;段新美;紀(jì)祥和;;智能家居的“春天”來了[J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2013年S1期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 楊威;基于Android的智能家居系統(tǒng)的研究[D];太原科技大學(xué);2014年

2 張春龍;基于智能手機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

3 宋威;基于手機(jī)控制的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];中北大學(xué);2013年

4 何芝強(qiáng);PID控制器參數(shù)整定方法及其應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2005年

  本文關(guān)鍵詞：基于Android終端和FPGA控制的智能家居系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：335839